SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL EN SECTOR HIDROCARBUROS COMPLETACION DE POZOS PETROLEROS INTRODUCCION La etapa de completación es el proceso de convertir un pozo perforado en un seguro y eficiente sistema de producción o inyección. Previo al inicio de cualquier diseño debe contarse con la siguiente información • Parámetros del Reservorio − Porosidad, permeabilidad, homogeneidad, espesor, ángulo, perfiles de presión agua/ gas / aceite • Características de Rocas − Dureza de roca, potencial de daño a la formación. • Restricciones de Producción − Manipulación de fluidos, presiones de inyección. • Características de Fluido − Densidad, composición, Relación Gas-Aceite (GOR), toxicidad, punto de fluidez, tendencia a formación de escoria, ceras, asfáltenos, CO2, contaminantes. • Datos de Evaluación del Pozo − Flujos, presión, temperaturas, muestras. • Información de las instalaciones − Línea de control de las presiones de bomba, tamaño de líneas, muestreo / pruebas / monitoreo, restricciones de seguridad • Datos de perforación − Perfil de pozo, programa de entubado (y restricciones), válvula de seguridad y restricciones de profundidad • Aspecto económico del campo SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL EN SECTOR HIDROCARBUROS COMPLETACION DE POZOS PETROLEROS TIPOS DE COMPLETACIÓN / CLASIFICACION Hay un sin número de formas de clasificar las completaciones. No obstante los principales tipos se muestran a continuación Según la Interfase entre pozo y reservorio − Agujero Descubierto − Agujero entubado y no cementado − Agujero entubado y cementado Según el Método de producción − Flujo natural − Requiere bombeo artificial Etapa de completación − Inicial − Re-completación − Reparación − Línea de control de las presiones de bomba, tamaño de líneas, muestreo / pruebas / monitoreo, restricciones de seguridad SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL EN SECTOR HIDROCARBUROS COMPLETACION DE POZOS PETROLEROS Interfase Entre Pozo y Reservorio 1.1 Completaciones en Agujero Descubierto En un completación a agujero descubierto (también conocido en inglés como “barefoot”), la tubería de revestimiento de producción es asentada en la capa rocosa justo arriba de la zona productora, mientras que la parte inferior del agujero permanece sin entubar. Es común que, la última etapa de perforación de la zona sea llevada a cabo con fluidos de perforación especiales no dañinos a la formación o con una columna de lodo bajo balance. Esta forma de completación proviene de la época de la perforación con cable, es raramente utilizada al día de hoy presiones de bomba, tamaño de líneas, muestreo / pruebas / monitoreo, restricciones de seguridad SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL EN SECTOR HIDROCARBUROS COMPLETACION DE POZOS PETROLEROS Completación en Agujero Entubado y No Cementado: Para prevenir los problemas de colapso de las arenas que obstruyen los sistemas de producción, los productores de crudo de antaño colocaban un tubo ranurado o mallas alrededor de la sección del agujero perforado o un filtro de arena en el hueco. El método de completación en tubería corta (liner) más simple y viejo involucra el uso de la corrida de un tubo ranurado dentro del agujero. Las ranuras son cortes los suficientemente pequeños para que las arenas produzcan a través de ellos. Este método es todavía usado en algunos lugares al día de hoy, pero ya que implica muchas de las desventajas inherentes a las completaciones en agujero descubierto. (Ej. Falta de control), su uso no es muy difundido. SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL EN SECTOR HIDROCARBUROS COMPLETACION DE POZOS PETROLEROS Completación en Agujero Cementado y Disparado: Por mucho el tipo más común de completación al día de hoy involucra la cementación de la tubería de producción o liner a través de la zona productora, y subsecuentemente proveer comunicación con la formación a través de disparos hechos en la tubería de revestimiento y el cemento. Idealmente, los disparos deben penetrar cualquier zona dañada a través del hueco original y crear un conducto limpio a través de la formación no dañada. Si el pozo está entubado y no ha sido disparado durante las primeras etapas de la operación de completación, el control de pozo será más sencillo y los costos de completación pueden reducirse. Usando varias técnicas de control de profundidad, los intervalos de producción son disparados y puestos a fluir, por consiguiente deben evitarse en lo posible fluidos no deseados (gas, agua), formaciones débiles pueden producir arenas y pueden encontrarse secciones no productoras o barreras de arcillas. Esta selectividad, es completamente dependiente de un buen trabajo de cementación y una perforación adecuada, así mismo permite que un mismo agujero pueda producir de diferentes reservorios separados sin haber comunicación entre ellos. SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL EN SECTOR HIDROCARBUROS COMPLETACION DE POZOS PETROLEROS Métodos de Producción 1 Flujo Natural El flujo natural es cuando el reservorio puede fluir a superficie, a un gasto económicamente viable, debido a la presión del reservorio sin ninguna ayuda externa. 1.1 Completación por Tubería tipo “Tubingless” Las completaciones del tipo “Tubingless” son de bajo costo pero raramente utilizadas como tuberías de producción, ya que están expuestas a la presión del reservorio y a la corrosión. Además de que algunos dispositivos de seguridad no pueden ser instalados. 1.2 Completación por Tubería de Producción Por mucho, el método más común de completación de pozos es correr una o múltiples sartas de tubería dentro del pozo, dependiendo del número de zonas a ser completadas. SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL EN SECTOR HIDROCARBUROS COMPLETACION DE POZOS PETROLEROS Métodos de Producción .2 Bombeo Artificial Cuando un pozo no fluye de forma natural a superficie a un gasto económicamente viable, las técnicas de bombeo artificial pueden ser usadas para acelerar la producción. Métodos comunes de bombeo artificial para operaciones costa afuera son: • Bombeo Neumático (Gas Lift) • Bombas Eléctricas Sumergibles (Electric Submersible Pumps ESP) 2.1 Bombeo Neumático El levantamiento por gas es usado para aligerar la columna hidrostática generada por el fluido dentro del pozo, reduciendo la viscosidad del fluido, reduciendo la fricción de la tubería y añadiendo energía adicional para favorecer el levantamiento del fluido contenido en la tubería y su salida del pozo. Se requieren mandriles de levantamiento por gas, para ser instalados a profundidades seleccionadas a lo largo de la tubería para optimizar el gasto. 2.2 Bombas Eléctricas Sumergibles (ESP) Las ESP son usadas para mover grandes volúmenes de líquidos con baja relación de gas / líquido de pozos de agua, pozos de crudo con alta relación de agua y pozos de crudo con alta descarga. Ejemplos de bombas de producción Bomba neumatica SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL EN SECTOR HIDROCARBUROS COMPLETACION DE POZOS PETROLEROS EQUIPO DE COMPLETACIÓN : Esta sección esta diseñada para explicar los principales componentes normalmente usados en completación. Aunque toda completación consta de los siguientes elementos, las razones para incluirlos variarán considerablemente. Por lo que debe tenerse en cuenta: • Control de Presión Primario (árbol) • Control de Flujo (del reservorio o posterior a la tubería de producción) • Control de Emergencia del Flujo (Ej. válvula de seguridad) • Inyección de químicos • Adquisición de Datos • Control de Presión y Temperatura (Ej. Aislamiento) • Bombeo Artificial • Capacidad de Reparación SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL EN SECTOR HIDROCARBUROS COMPLETACION DE POZOS PETROLEROS EQUIPO DE COMPLETACIÓN : 1 Árbol de Navidad El árbol de navidad es el sistema de control de presión localizado en el cabezal de pozo. El árbol consiste de una serie de válvulas que proveen de una interfase entre el reservorio, la completación y a través de las instalaciones de producción. Hay muchos otros propósitos del árbol de navidad tales como: • Proveer una fuerte barrera a la presión entre el reservorio y la superficie. • Un medio que permite la producción controlada o la inyección. • Un medio para matar al pozo previo a las operaciones de reparación o mantenimiento. • Un sistema que permite la intervención en las diferentes etapas de trabajo. .1.1 Árboles Superficiales • Los árboles con brida convencional son usados en la mayoría de los pozos de tierra y en pozos costa afuera con flujos de bajo a moderados. • Los árboles de bloque sólido son utilizados algunas veces en costa afuera, especialmente en pozos de altos flujos y altas presiones bajo condiciones de operación críticas ya que reducen el aumento de la turbulencia y puntos de fugas potenciales. • Los árboles de carrete horizontal, en esta configuración el árbol es instalado antes que los preventores (BOP) La tubería de revestimiento y la de producción son entonces instaladas a través del árbol. Todas las válvulas del árbol están localizadas a un lado del agujero vertical y son por tanto ‘horizontales’. Tipos de árbol de Navidad Típico cabezal de pozo Arbol a boca de pozo SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL EN SECTOR HIDROCARBUROS COMPLETACION DE POZOS PETROLEROS EQUIPO DE COMPLETACIÓN : .2 Cabezal de Pozo El cabezal de pozo transfiere las cargas de la tubería de revestimiento y de la completación a la tierra vía la tubería de revestimiento superficial y provee un sistema de sello y válvulas para controlar el acceso a la tubería de producción y el espacio anular. Está hecho de uno o más carretes de tuberías de revestimiento, carretes de cabezal de tubería (head spool), el colgador y el árbol de navidad. 2.1 Colgador de Tubería de Producción La función del colgador en la tubería de producción es la de transferir el peso de la tubería al cabezal de pozo y contener el fluido del espacio anular entre el revestidor y la tubería de producción. .3 Válvula de Seguridad Bajo Superficie SSSV Las válvulas de seguridad bajo superficie (SSSV) son instaladas por debajo del cabezal de pozo para prevenir el flujo descontrolado en una situación de emergencia. En el peor de los casos, cuando el cabezal de pozo ha sufrido un daño serio, el SSSV puede ser el único medio para prevenir un reventón (influjo del pozo) Equipo de completacion SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL EN SECTOR HIDROCARBUROS COMPLETACION DE POZOS PETROLEROS 4.0 PROGRAMA TÍPICO DE COMPLETACIÓN Un programa típico de completación programa tendrá los siguientes pasos. Asumiendo que el pozo ha sido revestidor y cementado y que los disparos serán llevados a cabo después de instalar el equipo de completación. 1. Desplace el lodo de perforación por el fluido de completación (incluyendo los baches de limpieza necesarios) 2. Efectué prueba de presión a la TR de producción 3. Coloque el anillo en calibre / canasta para asentar el empacador a la profundidad 4. Coloque la tubería de producción, incluyendo el empacador, la válvula de seguridad y cualquier otro equipo de completación 5. Fije el espacio requerido 6. Asiente el colgador de la tubería de producción 7. Desplace la tubería para balancear el fluido Process of Completing a Well.mp4 8. Asiente el empacador 9. Efectúe prueba de presión a la tubería de producción 10. Efectúe prueba de presión al anular SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL EN SECTOR HIDROCARBUROS COMPLETACION DE POZOS PETROLEROS 11. Efectúe prueba a la válvula de seguridad 12. Instale las barreras (tapones de linea de acero) según se requiera 13. Conecte los BOP 14. Instale y pruebe el árbol de navidad 15. Acople las instalaciones de producción 16. Recupere los tapones 17. Dispare el pozo 18. Fluya y produzca el pozo SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL EN SECTOR HIDROCARBUROS COMPLETACION DE POZOS PETROLEROS SEGURIDAD : Artículo 166º.- Seguimiento del plan original de Trabajo La Completación del Pozo se efectuará ajustando el plan original de trabajo de acuerdo a las condiciones encontradas o halladas durante la perforación, empleándose las técnicas más apropiadas y seguras usadas para esta operación en la industria del petróleo. Artículo 167º.- Cabezales Los Cabezales de Pozos deben tener las siguientes características: a) Estar diseñados para una presión de trabajo superior a la máxima presión anticipada en superficie. b) Estar diseñados para una resistencia de pandeo igual o mayor a aquel de la tubería exterior superior a la cual está unida. c) Tener conexiones con resistencia mecánica y rango de presión compatibles a las correspondientes bridas API o la tubería a la cual será conectada. d) Tener resistencia a la compresión adecuada para soportar el peso de las tuberías a ser colgadas. e) El cuerpo inferior del cabezal debe ser de brida integral y tener por lo menos una salida lateral para ser usada con brida o pernos prisioneros. f) Los cabezales de baja presión o en Pozos de reservorios con depletación podrán ser de un sólo cuerpo y no tener brida integral. SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL EN SECTOR HIDROCARBUROS COMPLETACION DE POZOS PETROLEROS SEGURIDAD : Artículo 168º.- Árbol de navidad Los Pozos de alta presión o de Gas Natural deberán completarse con Arbol de Navidad con especificaciones API, con doble Válvula Maestra capaz de soportar la máxima presión esperada. La válvula inferior se mantendrá abierta y la superior será la operativa. Artículo 169º.- Válvulas Maestras Las Válvulas Maestras deben ser del mismo diámetro interno de la tubería y deberán abrirse en el cien por ciento (100%) (“full open''). Artículo 170º.- Condiciones que permitan registro de presiones Las instalaciones de superficie y subsuelo de un Pozo completado deben permitir registrar la presión a través de las Tuberías de Revestimiento y de Producción, así como la presión de fondo y obtener registros de producción del Pozo Artículo 171º.- Mantenimiento de equipos de superficie y subsuelo Se deberán adoptar medidas especiales en la operación y mantenimiento de los equipos de superficie y subsuelo cuando haya presencia de SO2, CO2 o H2S.
