Operaciones de disparos

Operaciones de disparos:
Cuando la falla es el objetivo
Dennis Baxter
Harouge Oil Operations (Petro-Canada)
Trípoli, Libia
Larry Behrmann
Brenden Grove
Harvey Williams
Rosharon, Texas, EUA
Juliane Heiland
Luanda, Angola
Lian Ji Hong
CACT Operators Group
Shenzhen, Guangdong, China
Los operadores ejecutan las operaciones de disparos con una presión dentro del
pozo inferior a la del yacimiento. Esta condición de bajo balance estático facilita la
remoción de la roca dañada y los detritos. Los investigadores observaron que esta
técnica a menudo conduce a un desempeño de pozos decepcionante debido a una
limpieza inadecuada. Estudios recientes proporcionaron más detalles sobre los
efectos transitorios que ocurren durante la detonación de las cargas huecas.
Los ingenieros están explotando la condición de bajo balance dinámico para crear
túneles de disparos más limpios. Los pozos disparados con estas nuevas técnicas
habitualmente exhiben un mejor desempeño que los pozos que se disparan utilizando
los métodos tradicionales.
Chee Kin Khong
Shenzhen, Guangdong, China
Andy Martin
Cambridge, Inglaterra
Vinay K. Mishra
Calgary, Alberta, Canadá
Jock Munro
Aberdeen, Escocia
Italo Pizzolante
VICO Operating Company
Yakarta, Indonesia
Norhisham Safiin
Raja Rajeswary Suppiah
PETRONAS Carigali
Kuala Lumpur, Malasia
Traducción del artículo publicado en inglés en
Oilfield Review Otoño de 2009: 21, no. 3.
Copyright © 2009 Schlumberger.
Por su colaboración en la preparación de este artículo,
se agradece a Adil Al Busaidy, Trípoli, Libia; Daniel Pastor,
Rosharon; y Martin Isaacs y Steve Pepin, Sugar Land, Texas.
Enerjet, PowerJet, PowerJet Omega, PURE, SPAN y TRUST
son marcas de Schlumberger.
Excel es marca de Microsoft.
1. RP 19B, Recommended Practices for Evaluation of Well
Perforators, 2da edición. Washington, DC: Instituto
Americano del Petróleo, 2006.
4
La terminación de un pozo de petróleo o gas es
la culminación del trabajo conjunto de varias
disciplinas. Los geólogos, geofísicos y petrofísicos
analizan las formaciones y seleccionan los objetivos de perforación. Los ingenieros posicionan el
pozo, bajan la tubería de revestimiento y luego la
cementan en su lugar. Los petrofísicos interpretan los registros de pozos e identifican las zonas
productivas. Estos esfuerzos conducen a un
momento decisivo: las pistolas de disparos perforan agujeros a través de la tubería de revestimiento,
el cemento y la roca, estableciendo la comunicación entre el yacimiento y el pozo. Fallar durante
la operación de disparos no es una opción. Pero
para una práctica conocida como técnica de disparos en condiciones de bajo balance dinámico,
la falla no sólo es una opción sino que representa
el objetivo operacional.
La operación de disparo (cañoneo o punzado)
consiste en disparar una pistola (cañón) cargada
con cargas explosivas huecas (premoldeadas).
En unas pocas decenas de microsegundos, las
cargas huecas son detonadas y las partículas fluidizadas son expulsadas, formando un chorro de
alta velocidad que se desplaza a velocidades de
hasta 8,000 m/s [26,250 pies/s] y creando una
onda de presión que ejerce una presión de 41 GPa
[6 millones de lpc] sobre la tubería de revestimiento y de 6.9 GPa [1 millón de lpc] sobre la
formación. El resultado inmediato es la formación
de un túnel dejado por el disparo (en adelante,
túnel de disparo), revestido con una capa de roca
dañada por las vibraciones y rellena con detritos.
A menos que sea removida, la roca dañada impide
el flujo de fluido, y los detritos—roca pulverizada
y restos de cargas—pueden taponar el túnel y
obturar las gargantas de poros.
El estándar industrial para la limpieza de los
túneles de disparos recién formados ha consistido
en utilizar un enfoque de tipo bajo balance estático. Habitualmente, las pistolas de disparos son
desplegadas en pozos entubados que contienen
algo de fluido. La columna de fluido crea una presión hidrostática estática que es una función de la
altura de la columna de fluido y de la densidad del
fluido. Si la presión hidrostática es menor que la
presión del yacimiento, existe una condición de
bajo balance estático; contrariamente, si la presión
es mayor, el pozo se encuentra en una condición de
sobre balance. Los operadores efectúan los dispa-
Oilfield Review
Bajo balance dinámico
Bajo balance estático
Sobre balance
ros en condiciones de bajo balance estático con la
esperanza de que la diferencia de presión negativa
genere un influjo inmediato de los fluidos de yacimiento y remueva los detritos de los disparos. No
obstante, la producción que resulta de la utilización de este enfoque a menudo es decepcionante.
Un nuevo método—disparos en condiciones
de bajo balance dinámico (DUB)—explota la
información resultante de la investigación de los
esfuerzos transitorios que tienen lugar en el sistema de pistolas, el pozo y el yacimiento durante
la ejecución de los disparos. La roca triturada
presente en la zona dañada por las fuerzas de la
explosión de las cargas huecas es removida, y el
flujo de los fluidos de yacimiento barre la roca
triturada y otros detritos de los disparos hacia el
interior del pozo. Un beneficio adicional del
método DUB es que estos efectos pueden ser
creados en pozos que inicialmente se encuentran
en condiciones de bajo balance, balance o incluso
sobre balance. Los resultados son disparos más
limpios y un mejor desempeño de los pozos.
En el pasado, los ingenieros de diseño habitualmente se concentraban en crear cargas que
produjeran pozos más limpios, más grandes y más
profundos. Por el contrario, el método DUB
demuestra que, si bien estas características son
importantes, el logro de un grado de productividad máxima requiere algo más que mejores
cargas huecas. La explotación de los fenómenos
transitorios que se producen en los túneles de
disparos durante y después de la detonación
mejora la geometría de los disparos y la efectividad del flujo, lo que incide directamente en el
desempeño del pozo.
El desempeño de los disparos en los ambientes de fondo de pozo depende de muchos factores,
de manera que la predicción de la profundidad
de penetración y del tamaño del pozo de entrada
tal vez no sea posible con las pruebas de superficie. No obstante, los operadores utilizan los datos
de pruebas estandarizadas para comparar las
diferentes cargas huecas. Los programas de
simulación también emplean los datos de prue-
bas para pronosticar el desempeño de las cargas
en base a las propiedades de las rocas y las condiciones de fondo de pozo. En el año 2000, el Instituto
Americano del Petróleo (API) publicó un documento conocido como Recommended Practices for
Evaluation of Well Perforators, RP 19B, para proporcionar directrices y procedimientos orientados
a calificar las cargas de diferentes proveedores.1 El
procedimiento API RP 19B reemplazó a la norma
RP 43. Además, el API ofrece ahora el programa
Perforator Witnessing para conferir más credibilidad a los resultados de las pruebas.
Este artículo explica la teoría del método
DUB y examina las aplicaciones recientes en
Canadá y China. Los resultados de las pruebas de
Malasia demuestran un sistema de disparos para
pozos empacados con grava, que evolucionó a
partir de la investigación llevada a cabo en materia de dinámica de pozos. Una visión general de
las prácticas recomendadas API RP 19B provee
información básica de utilidad.
El proceso PURE
Durante muchos años, la investigación de las
operaciones de disparos se centró en el desarrollo de cargas huecas que producen agujeros de
entrada grandes y de penetración profunda en la
tubería de revestimiento y detritos limitados en
los túneles de disparos (véase “API RP 19B—
Estandarización de las pruebas de disparos,”
próxima página). Estos criterios son importantes pero no constituyen los únicos factores que
inciden en los resultados de los disparos. En
última instancia, el desempeño de los pozos es la
medida cuantitativa más crítica.
Los chorros de alta velocidad y las presiones
extremadamente altas generadas por las cargas
huecas pueden penetrar más allá de la zona
dañada durante las operaciones de perforación e
ingresar en la roca virgen. En el proceso de creación del túnel de disparo, el chorro fractura los
granos de la matriz y altera las propiedades
mecánicas de la roca que rodea el túnel. Un corte
obtenido a través del túnel de disparo revela tres
zonas independientes: una zona de relleno suelto
compuesto por arena no consolidada y los detritos de las cargas, la roca dañada mecánicamente
(continúa en la página 8)
Volumen 21, no. 3
5
API RP 19B: Estandarización de las pruebas de disparos
Muchos factores inciden en la creación de
los túneles de disparos. Es prácticamente
imposible reproducir el desempeño de las
cargas de fondo de pozo utilizando las
pruebas efectuadas en la superficie. No
obstante, una norma objetiva para evaluar
el desempeño de las cargas puede constituir
una forma de comparar las cargas y proporcionar un punto de partida para el modelado de
programas que predicen la geometría de
penetración y el comportamiento del pozo.
En noviembre de 2000 el Instituto
Americano del Petróleo (API) publicó la
norma RP 19B, Recommended Practices
for Evaluation of Well Perforators, que
reemplaza a la norma RP 43. La segunda
edición, publicada en septiembre de 2006,
proporciona a los fabricantes cinco secciones
que describen concisamente procedimientos
de pruebas específicos. La letra “B” designa
las prácticas recomendadas en lugar de las
especificaciones prescriptas; sin embargo,
el API registra el desempeño de las cargas
sólo si los fabricantes cumplen con estas
recomendaciones.1
Tubería de
revestimiento
Briqueta
de prueba
Pistola
Agua
Concreto
de 28 días
Conducto
de acero
> Norma API RP 19B; prueba correspondiente
a la Sección I. El diámetro del agujero de
entrada de las cargas huecas y la profundidad de penetración son determinados
después de una prueba que utiliza equipos
de pozo estándar para disparar un objetivo
de concreto. El concreto, vertido alrededor
de una sección de tubería de revestimiento
colocada en un conducto de acero, debe
satisfacer los requerimientos de resistencia
a la compresión, tiempo y composición del
agregado. Las briquetas, obtenidas del
agregado, se utilizan para validar la resistencia a la compresión del objetivo.
6
Las dos actualizaciones más significativas
de la norma RP 19B son un programa de testigos independientes y un cambio relacionado
con la arena de fracturamiento de malla
16/30 del API para el agregado de concreto
utilizado en los objetivos de la prueba de la
Sección I.2 El programa Perforator Witnessing
está diseñado para proporcionar mayor credibilidad a los resultados de las pruebas. Previa
solicitud del fabricante, el API proporcionará
testigos aprobados para que revisen y certifiquen los procedimientos de pruebas. Dado
que se observaron diferencias de penetración
significativas utilizando los objetivos de concreto hechos de arena en los extremos de la
especificación previa, la nueva norma controla
en forma más rigurosa la mineralogía aceptable y la granulometría de la arena.3
Sección I
La prueba de la Sección I, efectuada a
temperatura ambiente y a presión atmosférica,
evalúa el sistema básico de disparos y es la
única prueba completa del sistema de pistolas
reconocida por el API (izquierda). Las
compañías de servicios preparan los objetivos
mediante la cementación de una sección
de tubería de revestimiento dentro de un
conducto de acero. Las briquetas provenientes
del agregado de concreto utilizado para
construir los objetivos, obtenidas durante la
porción intermedia de su vertido, se prueban
para determinar la resistencia a la compresión
antes de efectuar la prueba.
Las cargas de prueba deben provenir de
una corrida de fabricación de al menos 1,000,
salvo las cargas de alta temperatura, que
pueden provenir de una corrida mínima de
300. La posición de la pistola, la densidad
de disparo, la fase y el número de cargas de
la pistola se indican en la planilla de datos.
La interferencia entre las cargas, la fase, el
equipo de disparos y la densidad de disparo
pueden alterar el desempeño, de modo que
la prueba del sistema de pistolas no siempre
se reproduce en las pruebas de un solo
disparo. La prueba requiere un mínimo de
12 disparos y el sistema de pistolas debe ser
verificado como un equipo de campo estándar.
El agujero de entrada en la tubería de
revestimiento y la penetración se miden
e indican en la planilla de datos.
Si bien la penetración total del concreto
constituye una medición relevante, no refleja
la penetración real de las rocas de la formación. Si se conocen las propiedades mecánicas
de la formación, el software de modelado, tal
como el programa de análisis de operaciones
de disparos SPAN, puede estimar el desempeño en el fondo del pozo.
Sección II
Para la prueba correspondiente a la Sección II,
las cargas son detonadas en los objetivos de
arenisca Berea, sometidos a esfuerzos a
temperatura ambiente.4 Estas pruebas de un
solo disparo se llevan a cabo en un dispositivo
de laboratorio (abajo). Tanto el esfuerzo de
confinamiento como la presión del pozo se
fijan inicialmente en 3,000 lpc [20.7 MPa], y
cualquier presión de poro inducida se ventea a
la atmósfera. Si bien esta prueba no reproduce
las condiciones de un yacimiento en particular,
la roca sometida a esfuerzos constituye una
mejora cualitativa significativa en cuanto a
realismo respecto del objetivo de concreto no
sometido a esfuerzos de la Sección I.
Entrada de fluido
Ventilación del
núcleo
Núcleo de
4 o 7 pulgadas
de diámetro
Camisa de caucho
Placa del objetivo
Carga hueca
Fluido anular
> Norma API RP 19B; dispositivo para la
prueba de la Sección II. Las pruebas de un
solo disparo se efectúan en objetivos de
arenisca Berea sometida a esfuerzos.
Oilfield Review
Válvula de micrómetro
Presión del pozo
Bandas
termales
Carga hueca
Diferencia de presión
de poro del pozo
Placa de disparo que simula
la tubería de revestimiento
y el cemento
Muestra del núcleo
Pozo simulado
Medidores de presión de cuarzo rápidos
Datos de presión de
confinamiento
Acumulador de 5
galones conectado al pozo
Objetivos
de barras
de acero
Datos de presión
del pozo
Cámara de confinamiento
Acumulador de 30 galones
Muestras simuladas
de núcleos de yacimientos
> Norma API RP 19B, Sección III, prueba
calórica. La integridad térmica de la pistola de disparo se verifica elevando la temperatura
de la pistola primero y utilizándola luego para
disparar objetivos de barras de acero laminado.
> Norma API RP 19B, Sección IV, prueba CFE. El desempeño del flujo se mide utilizando un
recipiente para pruebas especialmente diseñado, que simula las condiciones de fondo de pozo.
Esta prueba proporciona una aproximación más precisa con respecto a los resultados de fondo
de pozo si las muestras de rocas utilizadas poseen una composición similar a la de la formación
de fondo de pozo.
Sección III
de la zona triturada del disparo. En la
práctica, muy pocos investigadores realizan
las pruebas de la Sección IV “según las
reglas.” Esto se debe principalmente a la
necesidad que tiene el operador de pronosticar lo que sucederá en un yacimiento en
particular, o bien evaluar la técnica de
disparos óptima para una aplicación dada.
La prueba calórica de la Sección III evalúa la
degradación del desempeño de un sistema de
pistolas, como resultado de los efectos de la
temperatura. Un mínimo de seis cargas son
disparadas para penetrar las placas de acero
soldadas al cuerpo de la pistola, desde un
sistema de pistolas calentado. La penetración
y el diámetro del agujero de entrada, resultante de las pistolas detonadas a temperaturas
elevadas, son comparados con los obtenidos
utilizando pistolas disparadas en condiciones
ambiente (arriba, a la izquierda).
Sección V
La Sección V provee un procedimiento para
cuantificar el volumen de detritos que sale
de una pistola de disparos después de la
detonación y la recuperación.
Sección IV
La prueba de la Sección IV evalúa el
desempeño del flujo, disparando una muestra
de roca confinada en un módulo de pistolas de
laboratorio
de Review
un solo disparo (arriba. a la
Oilfield
derecha).
El
recipiente
para la prueba consta
Autumn 09
Fig.esenciales:
Sidebar figuna
3 cámara de
de tresPure
partes
ORAUT09-PURE
SDBR
3 de los
confinamiento
que imparte
el Fig.
esfuerzo
estratos de sobrecarga sobre el núcleo de
roca, un sistema que presuriza el fluido de
poro y simula la respuesta del yacimiento de
campo lejano, y una cámara de pozo presurizada. Esta prueba proporciona una medición
de la eficiencia de flujo en los núcleos (CFE).5
El parámetro CFE puede relacionarse con el
daño mecánico de un solo disparo y utilizarse
para cuantificar las características esenciales
Volumen 21, no. 3
Observaciones sobre las nuevas pruebas
Las normas API RP 19B fueron publicadas
en el año 2000, y muchas pruebas efectuadas
según las normas API RP 43 han sido
re-certificadas utilizando las nuevas. Las
diferencias observadas en los resultados
oscilan entre insignificantes y significativas.
Por ejemplo, se observó una reducción de la
penetración total del 14% en las nuevas
pruebas de la carga PowerJet de Schlumberger.6
Pero la diferencia del 0.07% en la medición de
la penetración de la carga Enerjet III de 5.4 cm
[21/8 pulgadas] fue insignificante.
Las pruebas efectuadas en objetivos de
concreto quizás no representen con precisión el
desempeño de las cargas en condiciones de fondo
de pozo; sin embargo, proporcionan a la industria
un punto de referencia para la comparación
de las cargas de diferentes proveedores. Las
directrices más estrictas de la norma API RP
19B, junto con el programa de atestiguamiento,
generan más confianza en la fiabilidad de los
resultados publicados de las pruebas.
1. Para ver los resultados del API mediante Certificación,
norte de Kentucky pasa por la ciudad de Berea, consulte, http://compositelist.api.org/FacilitiesList.ASP
en Ohio, y luego ingresa en Pensilvania.
Review
(Se accedió
?Fac=Yes&CertificationStandard=API-19B Oilfield
5. El parámetro CFE se define como la relación entre el 1º de junio de 2009).
Autumn 09 el influjo real, a través del disparo, y el influjo teórico 2. Las especificaciones establecidas por el API
paraFig.
el Sidebar
a través
Pure
fig 4de un disparo “perfectamente limpio” de tamaño de los granos de la arena de fracturamiento
la misma geometría que la medida en la prueba. Es ORAUT09-PURE
SDBR
Fig. 4
abarcan el tamaño de grano, la esfericidad, la
el análogo de un solo disparo a la relación de
redondez, la resistencia a la trituración y la
productividad de un pozo y comparte la hipótesis
mineralogía. El estándar que estipula una malla simplificadora del influjo radial unidimensional en
16/30 requiere que un 90% de los granos de arena
dirección hacia un agujero cilíndrico. Una eficiencia
oscile entre 0.595 y 1.19 mm [0.0234 y 0.0469 pulgada] CFE de 1 corresponde a un factor de daño de 0 para
y un 99% de sílice puro.
un solo disparo, lo que indica que no queda ninguna
zona triturada. Una eficiencia CFE de menos de 1
3. Brooks JE, Yang W y Behrmann LA: “Effect of
indica la existencia de daño o flujo restringido.
Sand-Grain Size on Perforator Performance,” artículo
SPE 39457, presentado en la Conferencia sobre
6. En las pruebas efectuadas según las normas RP 19B
Control de Daño de la Formación de la SPE, Lafayette,
del API, el resultado correspondiente a la penetración
Luisiana, EUA, 18 al 19 de febrero de 1998.
con la carga PowerJet Omega fue 10% superior al
obtenido siguiendo la norma API RP 43, correspondiente
4. La arenisca Berea se extrae de una formación de EUA
a la carga PowerJet original a la que reemplazó.
que aflora en una banda que se extiende desde el
7
Tubería de revestimiento
Cemento
Roca virgen
Daño generado
por las operaciones
de perforación
Túnel de disparo
Granos fracturados
Propiedades relativas de las rocas
Relleno suelto en el período
previo a la oleada inicial
Túnel previo Zona de
a la oleada daño de los
inicial
disparos
Roca virgen sin dañar
Resistencia de la roca
Porosidad
Tradicionalmente, cuando es posible, los
pozos son disparados con una condición de bajo
balance estático para facilitar el influjo de los fluidos de formación después de la detonación. Las
pruebas de laboratorio demuestran que se requieDistancia radial al centro del túnel de disparo
ren presiones diferenciales estáticas mayores que
las recomendadas previamente para remover
> Resolución del daño producido por los disparos.
efectivamente la roca dañada y barrer los detriIdealmente, los disparos se extienden hacia el
interior de la roca virgen, más allá de la zona de
tos de los túneles de disparos.3 Los análisis de los
Daño de la Formación inducido por las operaciodatos obtenidos con los medidores de presión
nes de perforación. Con posterioridad a la
rápidos y lentos, durante las operaciones de un
detonación, se identifican tres zonas: un túnel de
disparo con roca suelta y detritos de los disparos
solo disparo y las pruebas de flujo, indican que la
(fotografía del inserto), una zona dañada (sombrea- presión del pozo varía considerablemente durante
do rojo) compuesta por los granos fracturados de
e inmediatamente después de la detonación de
la matriz y las rocas alteradas mecánicamente
las cargas.4 La presión diferencial puede oscilar
(extremo inferior derecho), y una zona virgen
(extremo superior derecho). Las propiedades de
repetidas veces, pasando de la condición de
las rocas, tales como resistencia (curva magenta,
sobre balance a la condición de bajo balance en
inserto del extremo inferior izquierdo), porosidad
cuestión de milisegundos. Dichas oscilaciones de
(curva verde) y permeabilidad (curva azul), son
afectadas por el chorro de los disparos. Los efectos presión no son muy efectivas para remover la
de permeabilidad causados por los granos
roca dañada o limpiar rápidamente los detritos.
fracturados se reducen radialmente desde el borde
Otra consecuencia posible de las operaciones
del túnel. La resistencia de la roca varía entre casi
de
disparos
con un bajo balance estático es que la
nula en el borde del túnel, y la resistencia de la
sobrepresión
transitoria inicial generada durante
roca virgen a cierta distancia de la superficie del
túnel. Las operaciones de disparos no afectan
la detonación puede hacer que los detritos penesignificativamente la porosidad.
tren en las profundidades del túnel de disparo,
Oilfield Review
Autumn 09 creando un tapón impermeable. En los pozos en
Fig. 1 los que la condición de bajo balance estático procon características modificadas de flujoPure
y resisORAUT09-PURE
1
al menos
cierto nivel de influjo, éste puede
tencia, y la roca virgen identificada por sus duceFig.
valores intrínsecos inalterados de permeabilidad, ser desproporcionado: los disparos más permeables experimentarán el mayor grado de limpieza.
porosidad y resistencia de la roca (arriba).
La roca dañada mecánicamente, presente en Los disparos efectuados en la roca menos permeala zona triturada, reduce el influjo de fluido y ble, que necesita más ayuda para una limpieza
puede ser un contribuidor significativo para el completa, tal vez no experimenten un influjo sufidaño mecánico.2 Además, el relleno suelto exis- cientemente prolongado antes que se produzca la
tente en el túnel de disparo puede taponar los ecualización de la presión. El resultado es menos
espacios porosos, complicando potencialmente disparos limpios, si los hubiere, y menos disparos
las operaciones futuras, tales como los procesos que contribuyen al flujo total.
Dado que la zona dañada se encuentra parde inyección y los tratamientos de acidificación
de la matriz, empaque de grava y estimulación cialmente desconsolidada y su resistencia es
mucho menor que la de la roca adyacente, una
por fracturamiento hidráulico.
8
Permeabilidad
oleada inicial rápida (flujo instantáneo)—lo suficientemente intensa como para generar esfuerzos
de tracción que excedan la resistencia de la zona
dañada—hará que las rocas fallen. El flujo sostenido que tiene lugar después de la falla de las
rocas barre el material del túnel (próxima página,
arriba). Ésta es la esencia de las operaciones de
disparos DUB: el proceso se deriva del conocimiento y el control de los fenómenos transitorios.5
El primer paso consiste en comprender los mecanismos a escala de grano.
Los granos de la matriz, sobre la superficie del
túnel de disparo, se fracturan durante las operaciones de disparos. Si bien este hecho genera más
trayectos para el flujo de fluido en la zona triturada,
esos trayectos son más estrechos y restrictivos que
los de la estructura porosa original. Éste es el mecanismo que genera una reducción de la permeabilidad
sobre la pared del túnel. La permeabilidad oscila
entre casi nula, en el borde del túnel, y la permeabilidad de la roca virgen a cierta distancia
dentro de la formación.
La medición directa de la permeabilidad en la
zona triturada es difícil.6 No obstante, los científicos
del Laboratorio de Investigación del Mejoramiento
2. El daño mecánico es la reducción producida en la
permeabilidad en la región vecina al pozo como
resultado de factores mecánicos. Un factor de daño
positivo indica una reducción de la permeabilidad, un
factor de daño negativo indica un mejoramiento de la
productividad.
3. Behrmann LA: “Underbalance Criteria for Minimum
Perforation Damage,” artículo SPE 30081, presentado en
la Conferencia Europea sobre Daño de la Formación de la
SPE, La Haya, Países Bajos, 15 al 16 de mayo de 1995.
Walton IC, Johnson AB, Behrmann LA y Atwood DC:
“Laboratory Experiments Provide New Insights into
Underbalanced Perforating,” artículo SPE 71642,
presentado en la Conferencia y Exhibición Técnica Anual
de la SPE, Nueva Orleáns, 30 de septiembre al 3 de
octubre de 2001.
4. Behrmann LA, Li JL, Venkitaraman A y Li H: “Borehole
Dynamics During Underbalanced Perforating,” artículo
SPE 38139, presentado en la Conferencia Europea sobre
Daño de la Formación de la SPE, La Haya, Países Bajos, 2
al 3 de junio de 1997.
5. Bolchover P y Walton IC: “Perforation Damage Removal
by Underbalance Surge Flow,” artículo SPE 98220,
presentado en el Simposio y Exhibición Internacional
sobre Control de Daño de la Formación de la SPE,
Lafayette, Luisiana, EUA, 15 al 17 de febrero de 2006.
6. Heiland J, Grove B, Harvey J, Walton I y Martin A: “New
Fundamental Insights into Perforation-Induced Formation
Damage,” artículo SPE 122845, presentado en la
Conferencia Europea sobre Daño de la Formación de la
SPE, Scheveningen, Países Bajos, 27 al 29 de mayo de 2009.
7. Hansen JP y Skjeltorp AT: “Fractal Pore Space and Rock
Permeability Implications,” Physical Review B 38, no. 4
(1988): 2635–2638.
8. El término fractal, acuñado por Benoît Mandelbrot,
se refiere a una forma geométrica accidentada o
fragmentada que exhibe un patrón anidado infinito de
la estructura en todas las escalas, característica que
se conoce también como autosimilaridad. La dimensión
fractal es una medida de la complejidad de la forma
geométrica, o en el caso de las fotografías binarias
del estudio, la complejidad de una región predefinida.
La cuantificación incremental de la dimensión fractal
provee un grado de la complejidad del espacio poroso
que se relaciona con la permeabilidad.
Oilfield Review
Resistencia de la roca
Presión diferencial pico
Presión del pozo
Presión del yacimiento
Rápido
Máximo para la condición
de bajo balance estático
Máximo para la condición
de bajo balance dinámico
Lento
Zona de
daño de
los disparos
Roca virgen sin dañar
Resistencia de la roca
Bajo balance dinámico
Roca
removida
Bajo balance estático
Tiempo
Pistolas disparadas
Túnel previo
a la oleada
inicial
Centro del
túnel de
disparo
Ancho
del túnel
nuevo
Estático Dinámico
Distancia radial
> Falla de la zona triturada. Dos de los aspectos más importantes de las operaciones de disparos DUB son la magnitud y el ritmo de la caída de presión. La
gráfica de la izquierda compara la presión del pozo durante las operaciones de disparos PURE (azul) con la de los disparos en condiciones de bajo balance
estático (naranja). En el ejemplo correspondiente al sistema PURE, la presión del pozo se encuentra inicialmente balanceada con la presión de poro del
yacimiento y luego se reduce rápidamente. En el ejemplo correspondiente a la condición de bajo balance estático, inicialmente la presión es inferior a la
del yacimiento, aumenta rápidamente a partir de la liberación de los gases durante la detonación de las pistolas y luego se reduce lentamente, creando
una condición de bajo balance. Los datos obtenidos con los medidores rápidos (extremo derecho) revelan las presiones transitorias para cada sistema de
pistolas. El esfuerzo de tracción producido por la diferencia de presión pico durante las operaciones de disparos DUB (azul) excede la resistencia de la
roca; la roca de la zona dañada falla y se convierte en relleno suelto en el túnel. La intersección de la resistencia de la roca (magenta) y la resistencia del
flujo indica el ancho del túnel posterior a la oleada inicial (líneas rojas de guiones). La roca poco dañada es removida por el lento diferencial de presión,
típico de los disparos en condiciones de bajo balance estático (naranja). Utilizando el método DUB, se remueve la roca dañada adicional (celeste).
de la Productividad (PERF) del Centro de Terminaciones de Yacimientos de Schlumberger en
Rosharon, Texas, EUA, emplearon un método indirecto para cuantificar los cambios producidos en
esta zona.7 La permeabilidad se estima a partir de la
dimensión fractal del espacio poroso.8 Esta técnica
de medición, basada en el análisis de imágenes de
las fotografías tomadas de secciones delgadas, pro-
Dimensión fractal
1.55
1.15
1.55
1.55
Oilfield Review
Autumn 09
Pure Fig. 1A
ORAUT09-PURE Fig. 1A
Sección delgada
1.55
1.35
1.55
1.45
1.45
1.25
Sección delgada
1.45
1.35
1.35
1.15
1.35
1.25
Sección delgada
2
4
Sección delgada
Roca dañada
6
Roca virgen
8
10
12
Imagen binaria
14
16
Distancia al centro del túnel, mm
> Análisis de permeabilidad a partir de la dimensión fractal de los espacios porosos. Las fotografías
1.25 secciones delgadas teñidas de azul son representadas en blanco y negro (imagen binaria). El
de las
Roca dañada
Roca virgen
Imagen binaria
análisis de la dimensión fractal se efectúa sobre la base de las imágenes en blanco y negro, y los
1.25son representados gráficamente como una función de la distancia al borde del túnel de disparo.
datos
1.15
Roca(sombreado
dañada
virgen
Imagen
binariaSi bien
12del centro
14 túnel.
16 el
2 de baja permeabilidad
4
6
8
La zona
azul)
termina 10
a unos Roca
10 mm
del
daño
se
extiende
hasta
10
mm,
la
zona
de
mayor
deterioro
de
la
permeabilidad
se
limita
a una
Distancia
al
centro
del
túnel,
mm
1.15
Roca dañada
Roca virgen
Imagen binaria
distancia
remoción es14la más crucial
16 para
2 de algunos
4 milímetros 6con respecto8 a la pared del
10 túnel y su12
el mejoramiento
del
flujo.
El
análisis
de
la
dimensión
fractal
se
efectuó
sobre
diversos
núcleos
de
Distancia
al
centro
del
túnel,
mm
1.15
arenisca
propiedades
de rocas
Los datos promedio
de la14dimensión fractal
12
16
2 con diferentes
4
6
8 (derecha).10
(puntos azules) se corresponden con el daño
medido
visualmente
a partir de las secciones delgadas
Distancia
al centro
del túnel, mm
(puntos rojos). Obsérvese que la zona de permeabilidad reducida (sombreado azul) no se relaciona
directamente con la resistencia de la formación. La arenisca Castlegate (extremo superior derecho)
posee una resistencia a la compresión no confinada (UCS) mucho más baja; sin embargo, la profundidad del daño es similar a la de dos variedades de arenisca Berea mecánicamente más resistentes
(centro y extremo inferior derecho). (Adaptado de Heiland et al, referencia 6.)
Volumen 21, no. 3
Dimensión
Dimensión
fractal
Dimensión
fractal fractal
Dimensión
Dimensión
fractal
Dimensión
fractal
Dimensión
Dimensión
fractal
Dimensión
fractal
Dimensión
fractalfractal
Dimensión
fractalfractal
Dimensión fractal
1.45
Dimensión
Dimensión
fractal
Dimensión
fractal fractal
vee una medida relativa de la permeabilidad y
ayuda a determinar el grado de daño producido por
los disparos (abajo).
Las muestras disparadas de arenisca Berea
fueron impregnadas al vacío con resina epoxi
1.55 de azul. Luego, los ingenieros cortaron
teñida
Arenisca Castlegate
secciones delgadas perpendiculares al eje del
UCS, lpc Porosidad, %
túnel de disparo. Las fotografías panorámicas
1,668
26.9
1.35
radiales muestran los efectos de los disparos
Arenisca Castlegate
1.55
1.55
UCS,
lpc Porosidad,
Arenisca
Berea Buff%
Arenisca
Castlegate
1,668
26.9
UCS, lpc Porosidad, %
UCS, lpc Porosidad, %
Arenisca
Castlegate
6,488
22.4
1,668
26.9
UCS, lpc Porosidad, %
1,668
26.9
1.35
1.55
1.35
1.35
1.15
1.35
1.15
1.55
1.15
Arenisca Berea Buff
1.55
1.55
1.15
1.35
1.55
1.35
1.35
1.15
1.35
1.15
1.55
1.15 2
UCS,
lpc Porosidad,
Arenisca
Berea Gray%
Arenisca
Berea
6,488
22.4Buff
UCS, lpc Porosidad, %
UCS, lpc Porosidad, %
Arenisca
Berea
7,695
19.9Buff
6,488
22.4
UCS, lpc Porosidad, %
6,488
22.4
4
1.55
1.15
1.35
1.55
1.35
1.15
1.35 2
1.15
1.15
2
4
4
6
8
10 Arenisca
12
14Berea
16 Gray
18 20
Distancia al centro
del
túnel,
mm
UCS, lpc Porosidad, %
Arenisca
7,695 Berea
19.9Gray
UCS, lpc Porosidad, %
Arenisca Berea Gray
7,695
19.9
UCS, lpc Porosidad, %
6
8
10 7,695
12
14
16
19.9 18 20
Distancia al centro del túnel, mm
6
8
10
12
14
16
18
20
18
20
Distancia al centro del túnel, mm
2
4
6
8
10
12
14
16
Distancia al centro del túnel, mm
9
10
14,000
12,000
10,000
UCS, lpc
desde el borde del túnel hasta la roca virgen. Las
fotografías a color de las secciones delgadas son
representadas como imágenes binarias en blanco
y negro; el espacio poroso es negro y la matriz de
roca es blanca.
Los investigadores emplearon técnicas de
análisis de imágenes comunes a las aplicaciones
biológicas y las aplicaciones asociadas con las
ciencias de los materiales para determinar las
dimensiones fractales de los espacios porosos a
partir de las imágenes binarias medidas en incrementos de deslizamiento de 1 mm [0.04 pulgada].
Utilizaron los cambios identificados en la complejidad geométrica de las rocas para establecer un
perfil del daño producido por los disparos. Los resultados de las pruebas de diferentes muestras de
arenisca Berea muestran un punto de inflexión
entre la roca virgen y la roca dañada a una distancia
de aproximadamente 8 a 10 mm [0.3 a 0.4 pulgada]
con respecto al borde del túnel, lo que indica la
transición de los granos fracturados con permeabilidad reducida a la roca no afectada. La
mayor parte del daño se localiza dentro de los
primeros 5 mm [0.2 pulgada].9
Durante las operaciones de disparos también
se produce la rotura de la cementación entre los
granos y la pérdida de adherencia de las partículas dispersas de arcilla. El desplazamiento radial
de los granos de la matriz crea un esfuerzo elástico residual en la roca inalterada de campo
lejano. A medida que la roca se descomprime, el
esfuerzo hace que la roca más dañada, es decir la
roca adyacente al túnel de disparo, falle pero permanezca en su lugar.
Los ingenieros utilizan un perfilador de rocas,
o un probador de resistencia al rayado, para
medir la resistencia de la roca a lo largo de los
ejes de las muestras disparadas; esto provee la
resistencia a la compresión no confinada (UCS)
(arriba, a la derecha). Estos datos indican que la
zona con daño mecánico se extiende una distancia de casi 20 mm [0.8 pulgada] desde el túnel de
disparo y no corresponde exactamente a la zona
de granos fracturados.10 De manera similar a los
efectos observados para la permeabilidad, el
grado máximo de daño mecánico se produce
sobre la superficie de las paredes del túnel, y el
daño se reduce con la distancia radial a la superficie del túnel.
Una de las principales implicaciones de esta
naturaleza dual de la zona dañada por los disparos
es que la diferencia de presión necesaria para
remover la mayor parte de la roca con deterioro de
la permeabilidad es sólo una fracción de la resistencia de la roca virgen. Los datos experimentales
indican que los pocos milímetros de roca con granos triturados y permeabilidad reducida coinciden
8,000
6,000
Muestra del núcleo 1
4,000
Muestra del núcleo 2
Muestra del núcleo 3
2,000
0
Muestra del núcleo 4
0
5
10
15
20
25
Distancia al centro del túnel, mm
> Resistencia a la compresión no confinada derivada de un probador de resistencia al rayado. Un
perfilador de rocas (inserto) mide las fuerzas normales y de corte requeridas para crear una ranura
de 0.2 mm [0.008 pulgada] en una muestra de roca. Efectuando raspaduras cada vez más profundas
a lo largo del eje del túnel de disparo, los ingenieros crearon una representación 3D de la resistencia
de la roca desde el borde del túnel hasta la roca virgen. Se dispararon cuatro muestras de arenisca
Berea, se separaron y luego se sometieron a prueba. La resistencia de la arenisca virgen excede
8,000 lpc [55 MPa]; sin embargo, la de los primeros 10 mm de roca con daño mecánico es inferior a
2,000 lpc [13.8 MPa]. Un diferencia de presión DUB de más de 2,000 lpc puede hacer que esta roca
falle y caiga en el túnel de disparo. (Adaptado de Heiland et al, referencia 6.)
con resistencias de rocas de menos de 2,000 lpc.
Si en los túneles de disparos se crea rápidamente un
gradiente de presión, como sucede con un sistema
de disparos PURE, se pueden generar esfuerzos de
tracción y corte suficientes para producir la falla
de la roca dañada o su separación.
Para crear la condición de bajo balance dinámico se combinan parámetros de diseño de
operaciones y equipos PURE especiales. Tanto las
Agujero de salida a partir
de la carga PURE
cargas estándar como las cargas huecas PURE se
colocan en la sarta de pistolas (abajo). La condición de bajo balance dinámico se genera cuando
estas cargas perforan agujeros muy grandes en
los sistemas de transporte y establecen un grado
de comunicación máxima entre el pozo y la sarta
de pistolas, permitiendo así el rápido flujo de
fluido hacia el interior de la pistola. Las cargas
PURE no penetran la tubería de revestimiento.
Oilfield Review
Autumn 09
Carga PURE
Pure Fig. 3
ORAUT09-PURE Fig. 3
Carga convencional
> Sistema de pistolas PURE. Las pistolas de la tubería de revestimiento se cargan tanto con cargas
huecas convencionales como con cargas PURE, las cuales crean agujeros grandes en el sistema
de transporte (inserto). Los volúmenes internos de las pistolas solas no son suficientes para crear la
condición de bajo balance dinámico requerido que produce la falla de las rocas en la zona triturada.
El software de modelado provee el número de transportadores huecos, cargados solamente con
cargas PURE que deben ser agregados a la sarta de pistolas.
Oilfield Review
Detonación
Presión
Presión del yacimiento
0
10 20 30 40 50
Tiempo, milisegundos
Bajo balance dinámico e influjo
Presión
Presión del yacimiento
0
10
20
30
40
50
Tiempo, milisegundos
Túneles de disparos limpios
Presión
Presión del yacimiento
El pozo produce
0
10
20
30
40
50
Tiempo, milisegundos
> Componentes dinámicos de las operaciones de disparos DUB. Las operaciones de disparos DUB utilizan cargas
especiales para abrir agujeros grandes en los transportadores de las pistolas y en las cámaras PURE (extremo superior
izquierdo, carga del centro). Un incremento inicial de la presión del pozo resultante de la detonación de las cargas, como
el que se observa en la gráfica de presión (extremo superior derecho, curva azul), es seguido por una rápida reducción de
la presión (centro a la derecha) creada por el influjo de fluidos hacia el interior del transportador de pistolas vacío (centro
a la izquierda). La roca de la zona triturada falla y cae dentro del túnel de disparo. Luego, el flujo de fluido del yacimiento
(flechas negras) transporta esta roca fallada junto con los detritos de las cargas hacia el interior del pozo y los transportadores vacíos (flechas verdes). El resultado final es un túnel agrandado con características de flujo mejoradas (extremo
inferior izquierdo).
Un transportador de pistolas que contiene las
cargas convencionales y las cargas huecas PURE
raramente posee un volumen interno suficiente
para crear un bajo balance dinámico de presión
suficiente para causar la falla de la roca dañada,
y luego sostener el influjo el tiempo suficiente
para limpiar los túneles de disparos. Para crear un
grado adicional de caída de presión e influjo, al
arreglo se le agregan las cámaras PURE cargadas
solamente con cargas PURE, que sean necesarias.
Volumen 21, no. 3
Estas cargas se disparan al mismo tiempo que el
resto de
la sarta
de pistolas (arriba). Para lograr
Oilfield
Review
un efecto
máximo,
Autumn 09 estas cámaras se colocan lo
Pureposible
Fig. 5Ade los disparos recién abiertos.
más cerca
ORAUT09-PURE
Fig.fluido
5A hacia el interior
Dado
que el influjo de
de la pistola y las cámaras crean el bajo balance
dinámico, el sistema PURE funciona únicamente
en pozos llenos de líquido. Si los disparos se programan para múltiples intervalos y alguno de esos
intervalos puede producir gas, el gas que fluye
desde las zonas inferiores puede perturbar el proceso. Para evitar este problema potencial en las
formaciones gasíferas, lo mejor es efectuar los
disparos desde la zona más somera hasta la zona
más profunda. Ésta es una desviación con respecto al enfoque tradicional.
  9.Heiland et al, referencia 6.
10.Heiland et al, referencia 6.
11
Con el fin de diseñar los componentes volumétricos específicos del sistema de pistolas para crear
el efecto PURE, los especialistas en operaciones de
disparos emplean programas de computadora
patentados para modelar el comportamiento de
la presión transitoria (izquierda). Este software
simula la creación y la propagación de las ondas
de presión transitoria generadas durante los disparos y pronostica la presión del pozo en
cualquier punto del mismo. En base a las características específicas del pozo y al equipo de
pistolas, se crea una sarta de pistolas única. Dado
que un medidor de presión instalado en la pistola
de disparo raramente podría sobrevivir al impacto
de la detonación, el modelo provee una gráfica de
presión simulada, o extrapola la presión del pozo
en las pistolas en base a los datos del medidor de
presión adquiridos un poco más arriba del arreglo de fondo de pozo.
La investigación de los esfuerzos transitorios
que tienen lugar durante las operaciones de disparos destaca la importancia de considerar las
contribuciones del pozo, el yacimiento, el sistema
de pistolas y otros factores externos a la hora de
diseñar un sistema de disparos. Mediante la explotación de los esfuerzos creados con el equipo de
fondo de pozo, las operaciones en condiciones de
bajo balance dinámico producen disparos más
efectivos y mejoran el desempeño de los pozos
(próxima página, arriba a la izquierda).
Presión del yacimiento
Presión
Pistola 1
Pistola 2
Pistola 3
Medidor 1
Medidor 2
0
0.001
0.002
0.003
0.004
Tiempo, segundos
> Software PURE Planner. Las condiciones del pozo constituyen datos de entrada para el
software PURE Planner, el cual provee como resultado el diseño de la sarta de pistolas
(extremo superior). También pueden generarse las historias de presión pronosticadas en
las pistolas individuales y en las ubicaciones preestablecidas a lo largo del pozo. Aquí se
muestran (extremo inferior) las respuestas de presión (curvas negra, verde y roja) para
una sarta de disparos de tres pistolas. Si bien en las pistolas se crea una condición DUB,
las respuestas que se medirían con los medidores colocados más cerca de la superficie
(curvas amarilla y celeste) no son tan pronunciadas como lo son en las pistolas. Estos datos
pueden ajustarse con los datos deOilfield
presiónReview
de fondo de pozo, adquiridos durante y después
de la detonación para validar y cuantificar
la condición DUB en el intervalo disparado.
Autumn 09
Pure Fig. 6
ORAUT09-PURE Fig. 6
12
Superación de los desafíos ambientales
El Campo Terra Nova, situado a 350 km [220 millas]
frente a la costa de Terranova en Canadá, produce
de arenas prospectivas del Jurásico intensamente
falladas. Los pozos de este campo son perforados
utilizando una unidad móvil de perforación marina
(MODU). Las terminaciones submarinas se conectan a una embarcación flotante de producción,
almacenamiento y descarga (FPSO) (próxima
página, arriba a la derecha).11
Para maximizar la recuperación, el plan de
desarrollo del campo requiere la perforación de
pares de pozos productores-inyectores de alta productividad. La práctica estándar consiste en
disparar los pozos productores con pistolas bajadas con cable de 114.3 mm [41/2 pulgadas], cargadas
con cargas de 32 g. Usualmente se requieren
hasta seis bajadas por pozo. El bajo balance estático—presión hidrostática del pozo menor que la
de la formación—para la bajada inicial de las pis11.Baxter D, McCausland H, Wells B, Mishra VK y
Behrmann L: “Overcoming Environmental Challenges
Using Innovative Approach of Dynamic Underbalance
Perforating,” artículo SPE 108167, presentado en la
Conferencia del Área Marina de Europa de la SPE,
Aberdeen, 4 al 7 de septiembre de 2007.
Oilfield Review
Operaciones de disparos con un bajo balance dinámico
Operaciones de disparos en condiciones de balance
> Unidad móvil de perforación marina (MODU) y embarcación flotante
de producción, almacenamiento y descarga (FPSO). Petro-Canada
utiliza una unidad MODU (derecha) tanto para perforar como para
terminar los pozos del Campo Terra Nova. La producción se envía a la
embarcación de almacenamiento para ser transportada nuevamente
al continente. Para generar una condición de bajo balance en el fondo
del pozo, el petróleo se quema en antorcha en la embarcación FPSO
(izquierda) mientras a bordo de la unidad MODU se llevan a cabo las
operaciones de disparos. La adquisición de los registros de producción
se efectúa después de efectuar las operaciones de disparos mientras
fluye el petróleo, el cual también debe quemarse en antorcha. (Imagen
utilizada con la autorización de Suncor Energy.)
> Túneles de disparos más grandes y más limpios. Las operaciones de
disparos efectuadas en muestras de núcleos en un ambiente simulado
de fondo de pozo, demuestran los diferentes resultados obtenidos con
la técnica de disparos PURE (extremo superior) y sin las condiciones
DUB (extremo inferior). Los agujeros de entrada en la tubería de
revestimiento y las profundidades de penetración son similares; sin
embargo, las rocas dañadas y los detritos han sido removidos del túnel
con el sistema de disparos DUB.
tolas se mantiene con la columna de fluido. Para
lograr las condiciones de bajo balance durante
las bajadas subsiguientes, el efluente de los pozos
se quema en antorcha en la unidad MODU.
Los contraflujos (flujos de retorno) múltiples,
inherentes a este programa de disparos, producen pérdidas de producción e incrementan el
riesgo de incidentes ambientales como consecuencia del escape no intencional de fluido. Si
bien los resultados fueron satisfactorios, la pérdida y el riesgo instaron al operador a investigar
otros métodos de terminación alternativos.
Primero se propuso una prueba de disparos
DUB con el sistema PURE para los pozos inyectores de agua del Campo Terra Nova. Estos pozos
serían sometidos a unaOilfield
condición
de leve bajo
Review
Bajada de pistola 1
45
balance para la bajada inicial de las pistolas y a
una condición de balance estático para las bajadas subsiguientes. El diseño de las pistolas
generaría un bajo balance dinámico y disparos
limpios para las bajadas subsiguientes sin necesidad de derivar el efluente a la unidad MODU en
cada bajada. El proceso de quema en antorcha en
la unidad MODU se reduciría a un solo evento
para la recuperación de los fluidos de terminación y los detritos de los disparos, necesaria para
poner en marcha el pozo.
Cuando los cambios introducidos en el cronograma demoraron la perforación de los pozos
inyectores de agua, el operador decidió utilizar el
sistema PURE en un pozo de producción. Para el
primer pozo, se efectuaron seis bajadas del sistema
Autumn 09
Pure Fig. 6A
ORAUT09-PURE Fig. 6A
Bajada de pistola 4
45
40
35
Presión, MPa
Presión, MPa
40
Bajo balance estático > 4 MPa
30
25
20
15
de disparos con cable. Los datos provenientes de
los medidores rápidos de la primera bajada indicaron un bajo balance estático inicial de 4.77 MPa
[690 lpc]. Inmediatamente después de los disparos, se logró una condición máxima de DUB de
12.9 MPa [1,870 lpc] y se mantuvo un bajo
balance de 3.2 MPa [464 lpc] durante aproximadamente 0.55 segundo, tiempo durante el cual se
limpiaron los túneles de disparos (abajo).
Las cinco bajadas subsiguientes de las pistolas se efectuaron en una condición de balance.
Los datos de presión provenientes de la cuarta
bajada indicaron un estado de balance inicial
pero se logró una condición DUB de 16.4 MPa
[2,379 lpc]. Un pico de sobrepresión muy breve,
típico de los pozos disparados en condiciones de
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Tiempo, segundos
0.7
30
25
20
Bajo balance dinámico = 12.9 MPa
0
35
0.8
0.9
1
15
Bajo balance dinámico = 16.4 MPa
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Tiempo, segundos
> Datos de presión provenientes de las carreras de disparos. Los medidores rápidos de presión de fondo de pozo registraron datos durante las carreras de
disparos. En la primera bajada de las pistolas (izquierda), con un bajo balance estático inicial de 4.77 MPa por debajo de la presión del yacimiento (verde),
se logró una presión DUB de 12.9 MPa. El flujo sostenido después de alcanzar el bajo balance máximo ayudó a limpiar los disparos. La bajada 4 (derecha),
efectuada en una condición de balance estático inicial, logró un bajo balance dinámico de 16.4 MPa [2,379 lpc]. (Adaptado de Baxter et al, referencia 11.)
Volumen 21, no. 3
13
300
200
800
100
400
1,200
Volumen, m3
1,200
Volumen acumulado, m3
Volumen, m3
Flujo de petróleo
Volumen acumulado
Flujo de petróleo
Volumen acumulado
800
400
No se requiere ningún flujo
0
Bajada 1
Bajada 2
Bajada 3
Bajada 4
Bajada 5 Registro de
producción
0
0
Bajada 1
Bajada 2
Bajada 3
Bajada 4
Bajada 5
Bajada 6 Limpieza y
registro de
producción
> Menos operaciones de quema en antorcha, menos riesgo ambiental. La práctica de campo previa consistía en producir petróleo y quemarlo en antorcha
en la superficie, para cada bajada de la pistola y durante la adquisición de un registro de producción al finalizar las operaciones de disparos (izquierda).
Utilizando este enfoque, se quemaron en antorcha más de 1,260 m3 [7,975 bbl] de petróleo. La ejecución de las operaciones de disparos con un sistema
PURE y el hecho de hacer fluir petróleo sólo con fines de limpieza y adquisición de registros de producción redujo la cantidad total de petróleo quemado en
antorcha en un 44% (derecha). Este cambio de práctica disminuyó la posibilidad de derrames y daño ambiental. (Adaptado de Baxter et al, referencia 11.)
balance o de sobre balance inicial, fue seguido por
la condición deseada de bajo balance transitorio.
Durante las carreras de disparos no se llevó a cabo
maniobra alguna de quema en antorcha (arriba).
Las eficiencias y las ventajas ambientales
obtenidas en la prueba PURE inicial se tradujeron en tres pozos inyectores y dos productores
disparados con este método. La cantidad mínima
de detritos asociados con el contraflujo del pozo
condujo al desarrollo de planes para evaluar la
posibilidad de enviar la producción directamente
a la embarcación FPSO para las operaciones de
limpieza y adquisición de registros de producción, evitando por completo la necesidad de
efectuar el proceso de quema en antorcha.
La técnica PURE redujo los riesgos ambientales y eliminó la pérdida de petróleo resultante de
la quema en antorcha durante las operaciones de
disparos, lo que a su vez redujo los desechos. La
eficiencia de la operación general también fue
mejorada porque el tiempo operativo asociado
con la quema en antorcha en la unidad MODU se
redujo significativamente.
Bajo balance en condiciones de sobre balance
Los campos de Hui Zhou (HZ), situados en el Mar
del Sur de China, están siendo desarrollados por
CACT Operators Group, una asociación formada por
la compañía operadora Eni, China National Offshore
Oil Company y Chevron (derecha). El yacimiento
está compuesto por areniscas delgadas y apiladas
de alta permeabilidad, interestratificadas con zonas
de baja permeabilidad. En el pasado, los intervalos
más someros eran terminados generalmente primero por poseer mayor permeabilidad que los
más profundos. Las areniscas más profundas y
menos permeables experimentan un proceso de
invasión más profunda durante las operaciones
de perforación y ahora están siendo desarrolla-
14
das. Se necesitan cargas de penetración profunda
para disparar más allá del daño inducido durante la
perforación.12
Entre los esfuerzos realizados para reducir el
daño mecánico se encuentran las prácticas de
perforación que minimizan la invasión, el empleo
de fluidos de terminación que no producen daños
y la implantación de programas que minimizan el
daño inducido por los disparos. A pesar de estos
esfuerzos, las operaciones de disparos tradicionales en condiciones de bajo balance estático,
han generado valores de daño mecánico altos—y
un desempeño deficiente—en muchos pozos.
Dado que el yacimiento consta de múltiples
capas, sólo el primer intervalo del pozo puede ser
disparado en condiciones de bajo balance estático con pistolas bajadas con cable. Los intervalos
subsiguientes se disparan en condiciones de
balance o sobre balance de presión.
Oilfield Review
Los sistemas de disparo bajados con la tubería
Autumn 09
de producción
Pure(TCP)
Fig. 11han sido utilizados para
lograr condiciones
de bajo balance
estático en más
ORAUT09-PURE
Fig. 11
de un solo intervalo. Si bien un arreglo TCP consti-
tuye una alternativa aceptable en los intervalos de
yacimiento de gran espesor, las operaciones de
disparos con cable han demostrado ser económicamente más efectivas en los intervalos delgados y
muy espaciados de los campos de HZ. La práctica
general ha consistido en efectuar las operaciones
de disparos con pistolas de disparos de la tubería
de revestimiento bajadas con cable, en condiciones de leve sobre balance, y aceptar el daño
mecánico positivo resultante. No obstante, al
problema se sumaba la invasión posterior a los
disparos de los fluidos de terminación limpios,
tales como la salmuera, o los fluidos de ahogo
(para matar el pozo) con alto contenido de sólidos que generaban valores de daño mecánico aún
más elevados.
En una prueba del sistema PURE, diversas
zonas, cada una con una permeabilidad diferente,
serían disparadas con fluidos de terminación no
dañinos. El objetivo era lograr un factor de daño
mecánico nulo o la ausencia del daño producido
por los fluidos de terminación o los disparos.
C H I N A
Hong Kong
HZ19-3
HZ19-2
HZ21-1
Hainan
HZ26-1N
Bloque 16/19
HZ32-3 HZ26-1
HZ32-2
HZ32-5
Bloque 16/08
> Campos de petróleo y gas de Hui Zhou (HZ) situados en el Mar del Sur de China. CACT Operators
Group desarrolló los campos HZ que se caracterizan por la presencia de areniscas delgadas y
apiladas de alta permeabilidad, interestratificadas con zonas de baja permeabilidad. Se muestran
los campos productores de CACT.
Oilfield Review
12.Pizzolante I, Grinham S, Xiang T, Lian J, Khong CK,
Behrmann LA y Mason S: “Overbalanced Perforating
Yields Negative Skins in Layered Reservoir,” artículo
SPE 104099, presentado en la Conferencia Internacional
del Petróleo y el Gas de la SPE en China, Beijing, 5 al 7
de diciembre de 2006.
13.Para obtener más información sobre el manejo de la
producción de arena, consulte: Carlson J, Gurley D, King
G, Price-Smith C y Waters F: “Sand Control: Why and
How?” Oilfield Review 4, no. 4 (Octubre de 1992): 41–53.
Volumen 21, no. 3
Prueba de yacimiento multicapa con múltiples regímenes de producción en un pozo de muestra
Zona 1
Zona 2
Zona 3
Zona 4
Espesor vertical, m
3
2.5
2.5
3.2
Porosidad, %
25
27
27
25
Presión del yacimiento, lpc
3,587.5
3,673.1
3,726
3,789.4
Permeabilidad efectiva, mD
1,322
9.4
1,605
38.5
574
275
716
272
–0.97
–0.22
–0.48
–0.04
Permeabilidad estimada a partir de registros, mD
Factor de daño de terminación Sp + Sd
> Resultados de una prueba de pozo con múltiples regímenes de producción. Las zonas probadas para
evaluar el sistema PURE exhiben poco espesor (3.2 m o un valor inferior) y variaciones considerables
de la permeabilidad efectiva (de 9.4 a 1,605 mD). Los valores de daño mecánico, que incluyen tanto el
daño mecánico de los disparos (Sp ) como el daño mecánico dinámico (Sd), oscilaron entre 0 y -1
aproximadamente. Dichos valores bajos no podrían lograrse con los sistemas de disparos convencionales operados con cable.
meabilidad (9 mD). Una segunda zona, con alta disparos limpios para el proceso de pre-empaque.
permeabilidad, arrojó un valor de daño mecánico El yacimiento, con permeabilidades extremadade –0.97 (arriba). Estos bajos valores de daño mente altas (que varían entre 1.5 y 3.0 D) y tasas
mecánico no podrían haberse logrado utilizando de flujo que alcanzan 5,000 bbl/d [795 m3/d],
los sistemas de disparo con cable convenciona- plantea preocupaciones significativas respecto
les; con fines comparativos, vale mencionar que de la producción de arena. Los ingenieros investilos valores de daño mecánico para otros pozos del garon métodos de optimización de la producción
campo oscilan entre +2 y +5.
de petróleo, minimizando al mismo tiempo la
La utilización del sistema DUB en capas pros- producción de arena.
pectivas de arenisca de baja permeabilidad
El emplazamiento eficiente del empaque de
permitió alcanzar el objetivo de obtener valores grava requiere un agujero de entrada grande en
de daño mecánico entre nulos y negativos. Los la tubería de revestimiento y un túnel de disparo
intervalos con alta permeabilidad también se que penetre la capa de arenisca. El túnel debe
benefician con este sistema, y los incrementos ser empacado con grava. Los disparos bien formadel PI fueron aún mayores que los de las zonas de dos y empacados actúan como un filtro granular,
baja permeabilidad (derecha). El mejoramiento permitiendo la comunicación entre el pozo y el
general de los resultados de las operaciones de yacimiento, a la vez que inhiben la producción de
disparos instaron a CACT a aprobar el sistema
Oilfield Review
DUB en muchos más pozos del campo.
Autumn 09
Sistema DUB, factor de daño = –1
Pure Fig. Table Sistema
1
convencional, factor de daño = +2.5
1.4
ORAUT09-PURE
Fig. Table 1
Operaciones de disparos
para el empaque de grava
Las formaciones débilmente consolidadas a
menudo producen arena, lo cual reduce las tasas
de recuperación, daña las instalaciones de superficie y genera costos de remediación y reparación
más elevados. De las diversas soluciones disponibles para el control y el manejo de la producción
de arena, el empaque de grava es la más común.13
En el Campo Abu Cluster, situado en el oeste de
Malasia, PETRONAS Carigali implementó una
técnica de empaque de grava que proporciona
Acock A, ORourke T, Shirmboh D, Alexander J,
Andersen G, Kaneko T, Venkitaraman A, López-deCárdenas J, Nishi M, Numasawa M, Yoshioka K,
Roy A, Wilson A y Twynam A: “Métodos prácticos
de manejo de la producción de arena,” Oilfield Review
16, no. 1 (Verano de 2004): 10–29.
Armentor RJ, Wise MR, Bowman M, Cavazzoli G,
Collin G, Rodet V, Holicek B, King G, Lockyear C y Parlar
M: “Recuperación del control de la producción de
arena,” Oilfield Review 19, no. 2 (Otoño de 2007): 4–15.
PI normalizado, bbl/d/lpc por cP/pie
Los investigadores estudiaron el Daño de la
Formación resultante de los fluidos de terminación utilizados previamente y recomendaron el
empleo de formiato de potasio como alternativa a
las píldoras de ahogo o la salmuera. El formiato
de potasio forma un sello sobre la superficie de la
roca del túnel de disparo que controla la pérdida
de fluido en la formación. El flujo que se produce
hacia el interior del pozo durante la producción
remueve el sello.
Las pruebas de simulación demostraron la
importancia de eliminar primero los detritos de
los disparos del túnel antes de formar el sello de
formiato de potasio. Los investigadores determinaron además que para formar un sello efectivo
era necesario un sobre balance. El sistema PURE
ofrecía la posibilidad de obtener ambas cosas: un
bajo balance dinámico para lograr túneles limpios y un sobre balance estático para la
conformación del sello de formiato de potasio.
Para analizar los resultados del sistema de
bajo balance dinámico en formiato de potasio, los
ingenieros de yacimientos seleccionaron un pozo
que había sido disparado en condiciones de sobre
balance con fluidos limpios, típicos de otros
pozos del campo. El objetivo era comparar su
índice de productividad (PI) con el de un pozo
disparado con el nuevo fluido de terminación y un
sistema DUB. Dado que los pozos encontraron
diferentes espesores productivos y distintas permeabilidades, y fueron perforados con diferentes
desviaciones, fue necesario un proceso de normalización para poder efectuar las comparaciones.
Los analistas evaluaron las características de
producción del pozo existente y computaron su
PI. Mediante la aplicación de factores de normalización consistentes con las diferencias entre los
dos pozos, determinaron que si el pozo nuevo
hubiera sido terminado en forma tradicional
podría haberse esperado un PI de 13.2 bbl/d/lpc
[0.23 m3/d/kPa]. Después de ser disparado con
una técnica DUB, el pozo quedó con un PI de 25
bbl/d/lpc [0.43 m3/d/kPa]; esto constituyó una
ventaja significativa con respecto al PI de los
pozos disparados con el método previo.
Un análisis de producción multicapa efectuado para el pozo nuevo, determinó que el factor
de daño era casi nulo para una zona de baja per-
1.2
1.0
0.8
0.6
0. 4
0.2
0
0
200
400
600
800
1,000
1,200
Permeabilidad efectiva, mD
> PI mejorado. La capacidad para efectuar las
operaciones de disparos y lograr un factor de
daño nulo o negativo mejora el PI. Si bien el
mejoramiento del PI logrado con el sistema
PURE (azul) en vez de un sistema tradicional
(rojo) es más obvio en las areniscas de alta
permeabilidad, la necesidad de mejoramiento
en las areniscas de menor calidad es mayor.
(Adaptado de Pizzolante et al, referencia 12.)
15
Filtro
(cedazo)
Tubería
de revestimiento Cemento Arena de formación
Disparo empacado con
grava y arena de formación
Disparo pre-empacado con grava
> Disparos limpios empacados con grava. Los
disparos ideales empacados con grava son
disparos rellenos de grava y poca o ninguna
arena de formación (extremo inferior). Si la arena
de formación se mezcla con la grava o rellena
los túneles de disparos (extremo superior), la
producción se reduce y la posibilidad de una
producción de arena temprana se incrementa
considerablemente. El pre-empaque adecuado
de los túneles de disparos aumenta la probabilidad de obtener disparos rellenos de grava.
formaciones no consolidadas. El uso de esta técnica permite crear disparos limpios para el
proceso de pre-empaque. Dicha técnica utiliza un
fluido de transporte que no produce daños y
puede ser admitido en la formación para llevar la
grava a los disparos.
El núcleo del sistema TRUST es una cámara
atmosférica de fondo de pozo con válvulas activadas por presión anular en la porción superior y la
inferior, la cual se coloca directamente por
encima de la sarta de pistolas. Siguiendo las
directrices derivadas de estudios de laboratorio,
los especialistas dimensionan el volumen de
dicha cámara para proporcionar un influjo establecido por disparo. Dicho volumen debe ser
suficiente para limpiar los detritos de los túneles
y producir solamente una cantidad limitada de
arena de formación. Un empacador para disparos, instalado por encima de la sarta de pistolas,
provee un grado adicional de control de fluido
durante las operaciones.
La brigada a cargo de las operaciones de disparos baja el arreglo en el pozo, lo correlaciona
con la profundidad y asienta y fija el empacador.
El hecho de mantener una condición de sobre
balance después de los disparos inhibe la producción de arena que puede hacer que el arreglo se
atasque en la profundidad de los disparos.
Después de detonar las pistolas se libera el
empacador y la sarta de pistolas y el arreglo de
oleada inicial se vuelven a posicionar por encima
del intervalo disparado. El peso de la columna
hidrostática es suficiente para mantener el flujo
hacia la formación y las pérdidas son monitoreadas y registradas. Antes de abrir la válvula inferior,
se fija nuevamente el empacador para proveer aislamiento. La apertura de la válvula crea una oleada
inicial inmediata de bajo balance de presión que
limpia los disparos. Para permitir la decantación
de los sólidos por debajo del intervalo de disparo,
el pozo se mantiene sin perturbar durante un
tiempo predeterminado. Luego se abre la válvula
superior, aplicando presión hidrostática a los disparos limpios y las pérdidas se monitorean
nuevamente. Una comparación entre la tasa de
flujo existente inmediatamente después de los disparos con la tasa de flujo de las pérdidas posteriores
a la oleada inicial indica el grado de limpieza y la
comunicación con el yacimiento.
El posicionamiento de la cámara cerca de la
zona disparada crea la máxima caída de presión
en el pozo; sin embargo, si se coloca demasiado
cerca la arena que fluye genera el riesgo de atascamiento del arreglo de fondo de pozo. Los
ingenieros preestablecen el volumen de la cámara
para reducir la posibilidad de excesiva producción de arena más allá del arreglo de pistolas y
además posicionar el arreglo de manera de reducir el riesgo. En los pozos del Campo Abu Cluster,
el volumen de la cámara generó 0.5 galón [2 L] de
flujo por disparo.
El paso siguiente de la técnica TRUST usualmente consiste en emplazar una píldora de
control de pérdida de fluido en el pozo para establecer una tasa de pérdida aceptable, lo cual
posibilita la recuperación segura del arreglo de
disparo y la bajada del arreglo de empaque de
grava en el pozo. Luego, la brigada de perforación
comienza a bombear una serie de tapones de
ácido, salmuera y grava para remover la píldora
de control de pérdida de fluido y pre-empacar los
disparos. Finalmente, se bombea el tratamiento
de empaque de grava completo, se remueve el
arreglo de herramientas de servicio para el tratamiento de empaque de grava y se baja en el pozo
la sarta de producción (próxima página, arriba).
Para comprobar esta metodología, PETRONAS
Carigali comparó los resultados de cuatro pozos
arena (arriba). En el laboratorio PERF, las pruebas de detonación de cargas en formaciones con
un valor de UCS bajo—aquéllas con resistencias
de 3.44 MPa [500 lpc] o inferiores—a menudo se
traducen en la falta de túneles de disparos definidos o en túneles de disparos rellenos con detritos
impermeables (abajo, a la derecha). La experiencia ha demostrado que la ejecución de disparos en
condiciones de bajo balance puede producir la
falla mecánica de la arenisca, creando un influjo
de arena y atrapando potencialmente las pistolas.
El resultado es una operación de pesca costosa
para liberar la sarta de pistolas.
Para los empaques de grava en formaciones
con un valor de UCS bajo, siempre que sea posible,
Oilfield Review
los disparos deben ser pre-empacados
inmediataAutumn
14 09
mente después de su ejecución.
El pre-empaque
Pure Fig. 13
se ejecuta antes de la etapa principal de empaque
ORAUT09-PURE Fig. 13
de grava; sin embargo, si el pre-empaque se efectúa
Detritos impermeables
sin remover primero los detritos de los disparos, es
posible que se produzca una reducción significativa
de la producción, que el porcentaje de disparos que
contribuyen a la producción sea más bajo y que
haya posibilidades de producción temprana de
arena.15 Existen diversas técnicas de pre-empa- >
Rocas débiles y ausencia de túneles. Las actividades de investigación llevadas a cabo en el
que, la mayoría de las cuales requiere múltiples laboratorio PERF demuestran la dificultad de producir túneles de disparos en rocas débiles. A
menudo los túneles se encuentran pobremente definidos y rellenos de detritos.
viajes y operaciones prolongadas.
La técnica TRUST se basa en una oleada ini- 14.Ott WK y Woods JD: Modern Sandface Completion
Skin, Sand-Free Production in Gravel Packs,” artículo
Practices Handbook, 1a edición, Houston: Gulf
IPTC 12581, presentado en la Conferencia Internacional
cial con un rápido bajo balance transitorio y ha
Publishing Company, 2003.
de Tecnología del Petróleo, Kuala Lumpur, 3 al 5 de
sido desarrollada a partir del conocimiento del 15.Jain S, Tibbles R, Munro J, Suppiah R y Safin N:
diciembre de 2008.
comportamiento dinámico de los disparos en las
“Effective Perforating and Gravel Placement: Key to Low
16
Oilfield Review
Un futuro dinámico
La ejecución de disparos en condiciones de bajo
balance dinámico se refiere a la tecnología y la
metodología que crea condiciones de bajo
balance después de la detonación de las cargas
huecas. El término dinámico describe además
las nuevas técnicas desarrolladas a partir de las
actividades de investigación en curso y las aplicaciones del método de disparos DUB.
Conforme los científicos exploran cada vez en
mayor profundidad los efectos transitorios que
Volumen 21, no. 3
Presión, lpc
1,200
5
4
900
3
Reducción
de la presión
con la etapa
de ácido
600
300
0
0
10
20
Incremento de la
presión con tapones
tocando los disparos
A
1er. tapón
30
40
2
2do. tapón
B
50
60
70
C
80
1
3er. tapón
D
0
120
110
100
90
Gasto (tasa, rata, caudal), bbl/min,
y concentración, laa
Tasa de bombeo, bbl/min
Presión de tratamiento, lpc
Presión anular, lpc
Concentración de grava, laa
1,500
Tiempo de tratamiento, minutos
> Gráficas de presión del método de pre-empaque y empaque de grava TRUST. Los datos de presión
muestran el avance de la operación para un sistema TRUST típico. Se dispara el pozo, se produce la
oleada inicial utilizando una cámara atmosférica y se pre-empaca con grava transportada por un
fluido que no produce daños (salmuera). Se establece una tasa de bombeo consistente (curva verde),
y los fluidos de tratamiento y la grava se dividen en etapas. La caída de la presión anular (A), antes de
introducir cada tapón de grava de pre-empaque, es el resultado del bombeo de ácido para remover
un píldora de control de pérdida de fluido y limpiar adicionalmente los disparos. A continuación, se
bombea un tapón de grava de 1 lbm de apuntalante por galón de fluido limpio (laa) (B). Luego se hace
circular salmuera para hacer retornar la grava que no ingresó en los disparos. El ciclo de salmueraácido-tapón se reitera dos veces más con tapones de grava de 2 laa (C, D). Estos pasos de pre-empaque son seguidos por la operación de empaque de grava principal (no mostrada en la gráfica).
(Adaptado de Jain et al, referencia 15.)
20
20
PI normalizado, bbl/d/lpc
PI normalizado, bbl/d/lpc
del Campo Abu Cluster. La compañía operadora
terminó el Pozo A, limpió los disparos y utilizó
una técnica tradicional de empaque de grava con
agua a alto régimen de inyección. El fluido portador no era suficientemente viscoso como para
crear una caída de presión adecuada a través de
los disparos. El Pozo B iba a ser pre-empacado,
pero inmediatamente después de la oleada inicial se cerró porque las condiciones climáticas
requerían una evacuación. Las operaciones de
empaque de grava comenzaron 10 días después.
Los pozos C y D fueron terminados con la técnica
TRUST. El Pozo C tenía dos intervalos, uno gasífero y otro petrolífero. El pozo D era un pozo
petrolero. Los pozos C y D resultaron con factores
de empaque mucho más altos que el Pozo A, terminado con la técnica tradicional.
El factor de empaque es un cálculo del balance
de masa que compara los volúmenes de arena
bombeados durante el pre-empaque con los volúmenes bombeados durante las operaciones de
empaque de grava. Provee una estimación de la
cantidad de grava que ingresa efectivamente en
los disparos y está relacionado empíricamente
con el PI. Los PI de los pozos tratados con la técnica TRUST son significativamente más elevados
que los de los otros dos pozos (derecha).
Un factor de empaque de 5 para el Pozo B
indica que los disparos pueden haber colapsado
durante el período de interrupción de 10 días
debido a las condiciones climáticas adversas. Estos
resultados enfatizan la ventaja que implica la ejecución del pre-empaque lo antes posible después
de los disparos para lograr resultados óptimos.
La técnica TRUST constituyó un método eficiente de empaque de grava de formaciones con
valores de UCS bajos. Los factores de empaque
más elevados resultaron en un mejoramiento del
desempeño de los pozos, tal como lo indicó el
incremento de los PI normalizados. La eliminación del riesgo asociado con la producción de
arena en las pistolas, inherente a las operaciones
de disparos convencionales en condiciones de
bajo balance, representa una ventaja adicional
de esta técnica.
18
16
14
12
10
Pozo A
(8 lbm/pie)
18
16
14
12
10
Pozo B
(5 lbm/pie)
Pozo C
(38 lbm/pie)
Pozo D
(27 lbm/pie)
0
10
20
30
40
50
Factor de empaque, lbm/pie
> Factor de empaque mejorado. Se efectuaron disparos y se provocó la oleada inicial en cuatro
pozos. El operador utilizó un tratamiento de empaque de grava con agua a alto régimen de inyección
para emplazar la grava en elOilfield
Pozo A (verde).
ReviewLos resultados correspondientes al Pozo B (rojo) fueron
afectados por una demora deAutumn
10 días 09
como consecuencia de condiciones climáticas adversas.
Pre-empacados con la técnica
TRUST,
los pozos C (celeste) y D (azul) resultaron con factores de
Pure
Fig. 15
empaque mucho mayores (izquierda)
que
los pozos
ORAUT09-PURE
Fig. 15A y B. El factor de empaque, normalizado para
obtener la permeabilidad y el espesor del intervalo, se relaciona directamente con el PI (derecha).
La pendiente de la línea que atraviesa los datos (negro) indica que el PI se incrementa 0.22 bbl/d/lpc
por cada pie de disparo pre-empacado con grava, según lo determinado por el cálculo del balance
de masa. El bajo factor de empaque correspondiente al Pozo B demuestra la necesidad de pre-empacar los disparos lo antes posible después de efectuados. (Adaptado de Jain et al, referencia 15.)
tienen lugar durante las operaciones de disparos,
continúan surgiendo aplicaciones y métodos
innovadores. La ejecución de disparos en condiciones de sobre balance en ácido crea un bajo
balance dinámico inicial para limpiar los disparos; esto es seguido por una inyección inmediata
de ácido para tratar los disparos. Los disparos
con píldoras de ahogo generan operaciones más
seguras sin que se pierda el proceso de limpieza
asociado con las condiciones de bajo balance. La
reapertura de los disparos existentes utilizando
las cámaras PURE permite mejorar la producción
en los pozos viejos. La caída de presión creada
por las cámaras PURE puede ayudar a remover la
acumulación de incrustaciones formadas en la
tubería de revestimiento de los pozos con desempeños deficientes y romper los depósitos de
incrustaciones en los disparos abiertos. Los ingenieros siguen desarrollando nuevos métodos para
explotar las técnicas DUB.
Actualmente se están llevando a cabo actividades de investigación para el desarrollo de
mejores cargas huecas; sin embargo, la técnica
de disparos PURE demuestra que el desempeño
de los pozos se mejora a través de un enfoque que
incluya a todo el sistema; el pozo, la formación,
las cargas huecas y el equipo de fondo de pozo. El
método de operaciones de disparos DUB aporta a
la industria un sistema en el que la falla en realidad puede producir más éxito. —TS
Oilfield Review
Autumn 09
Pure Fig. 16
ORAUT09-PURE Fig. 16
17