8/6/2019 Metodologa para seleccin de candidatos a estimulacin de pozos

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El tratamiento de un pozo es un proceso lgico que requiere un nmero

de fases previas antes de alcanzar los resultados deseados. Este procesose inicia con la evaluacin de tecnologas y/o ingeniera de estimulacin en

el campo, para disear el mejor opcin a la hora de incrementar la

productividad de un pozo con alto skin.

La estructura bsica de un trabajo de estimulacin consiste en las

siguientes fases:

1. Seleccin de los candidatos e identificacin del problema de baja

productividad: en esta etapa, el mejor candidato a estimulacin es

seleccionado. Durante esta etapa, el mejor tratamiento para un tipo

determinado de dao es tambin determinado.

2. Seleccin de fluidos: en esta etapa, los fluidos apropiados, volmenes y

aditivos son seleccionados.

3. La Implementacin: esta etapa se enfoca en la implementacin del

tratamiento cido a la matriz de roca, incluyendo divergencia, preparacin

de un programa con los volmenes a bombear, tasas, etc.; adicionalmente

una simulacin del tratamiento.

4. Evaluacin del tratamiento: en esta etapa, los resultados obtenidos con

el tratamiento de estimulacin realizado son comparados con las

condiciones anteriores del pozo y con los resultados esperados en la

simulacin realizada al tratamiento.

Estas etapas son usadas como una base para el desarrollo y mejora de los

software de estimulacin de pozos.

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Fase 1. Seleccin de Candidatos e identificacin del dao.

Seleccin del candidato. La produccin de un pozo declina por mltiples

razones. Esta declinacin puede ser causada de manera natural por las

caractersticas propias de los fluidos del yacimiento o propiedades de la

matriz de la roca (finos, materiales orgnicos, etc.), por dao a la vecindad

del pozo durante la perforacin y/o completacin del pozo, o

simplemente, por dificultades mecnicas en todos los procesos de

completacin. La produccin por flujo natural puede ser tambin baja

debido a que no se ubic las coordenadas de fo ndo de un pozo donde las

propiedades del yacimiento son favorables, por ejemplo una arena de baja

permeabilidad. Todos estos problemas resultan en una cada de presin

adicional, afectando as, el trmino skin.

El factor skin es adimensional, un concepto matemtico para la

descripcin de flujo de fluidos del un yacimiento inalterado hacia la

vecindad del pozo. Este representa la cada de presin adicional causado

por una resistencia de flujo del yacimiento hacia la cara de la arena

completada. Este valor es una combinacin de efectos de muchos

parmetros, incluyendo el dao de formacin. Para una apropiada

interpretacin del skin y luego determinar un apropiado plan accin para

su remediacin, los ingenieros de reservorio deben analizar cada uno de

los factores que contribuyen al skin. Este anlisis puede resultar en

oportunidades adicionales en el mejoramiento de la productividad, como

si fuera una re-perforacin. La clave para la seleccin de candidatos ser

entonces, el anlisis de varios skins.

En este modulo, la produccin ideal de un pozo se va a referir a una

produccin esperada basada en informacin general de las condiciones de

los parmetros de un reservorio inalterado (sin dao), como son la

permeabilidad, espesor, porosidad y saturacin, etc. Muchos modelos

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pueden ser utilizados para calcular este potencial de produccin, desde la

simple aplicacin de la Ley de Darcy, hasta usar las ms complicadas

herramientas de simulacin. El factor skin es frecuentemente

determinado con un grfico de Horne r de los datos de presin obtenidos

de una prueba de restauracin de presin. Para el propsito de la

seleccin de candidatos, los siguientes componentes del skins han sido

derivados por varios autores. El skin real causado por dao (la porcin del

skin total que puede ser removido mediante tratamientos a la matriz de

roca) puede ser despejado de la ecuacin, tal como se presenta

continuacin:

Sdam = Stot - (Sperf + Sturb+ Sdev+ Sgravel + Sperf size)

donde:

Stot = factor skin total (skin determinado en el grfico de Horner).

Sdam = skin resultante del dao a la formacin.

Sperf= skin resultante a la penetracin parcial, etc.

Sturb = skin resultante del flujo no darciano en la vecindad del pozo.

Sdev = skin resultante de la desviacin del pozo.

Sgravel = skin resultante de empaques de grava.

Sperfsize= skin resultante de baja penetracin del caoneo.

Bsicamente, durante el proceso de seleccin de candidatos, el ingeniero

de reservorio compara una serie de pozos basados en un criterio de

potencial de mejoramiento de productividad, dao de formacin,

eficiencia de flujo, y otros parmetros, y un rankeo de candidatos. Es

importante el uso de un software de apropiado para la evaluacin tcnica

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de una estimulacin, ya que ayuda al ingeniero a discretizar los po zos

buenos candidatos de los malos. Por ejemplo, para cumplir este proceso,

el ingeniero se fija una meta de acuerdo a un hipottico presupuesto: 3

estimulaciones, 2 fracturamientos hidrulicos, y 3 nuevas perforaciones (y

no 8 acidificaciones!).

Identificacin del Dao. Si un pozo presenta alto dao, el ingeniero debe

continuar el procedimiento para clasificar la naturaleza del dao. En

principio, el dao a la formacin es clasificado de acuerdo a los procesos o

las operaciones que causaron su desarrollo. Los mecanismos de daos que

deben ser considerados se incluyen en la siguiente lista:

y Escalasy Fluosilicatosy Precipitacin de gel slicay Asfaltenoy Parafinay Produccin de qumicay Problemas con bacteriasy Hinchamiento de arcillay

Migracin de arcillas y otros finosy Slidos/Taponesy Lodo de perforaciny Bloqueo de emulsionesy Dao por polmerosy Puentes de saly Petrleo remanentey Bloqueo por aguay Cambios de Humectabilidad

El tipo y la profundidad del dao, impacta directamente al tipo de

tratamiento que ser ms apropiado para cada uno de los pozos. La

seleccin de un tratamiento sin considerar la causa del dao a la

formacin, causar tratamientos menos acertados.

Fase 2. Seleccin de fluido.

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La siguiente etapa del diseo se focaliza en la seleccin del fluido.

Generalmente los software de diseo de estimulacin dan tres opciones al

ingeniero en cuanto a diseo de fluidos:

y Un sistema experto.y Un simulador geoqumico.y Informacin especificada por el usuario.

Sistema Experto. Los sistemas expertos usan reglas lgicas basadas en

principios de ingeniera, los ltimos avances en la investigacin en

laboratorios y relaciones determinadas a travs de la experiencia,

directrices y las mejores prcticas para el diseo de tratamientos. Este

mtodo genera una suite completa de sistemas de fluidos, incluyendo

selecciones cidas, selecciones de acondicionadores, volmenes, aditivos

tanto para areniscas, como para carbonatos.

Simulador Geoqumico. Este simulador realiza una simulacin iterativa,

conducida por una matriz geoqumica basada en el tipo de fluido cido y la

mineraloga de la formacin. Este clculo fundamentalmente es mucho

ms riguroso, basado en la fsica, la qumica y la termodinmica. Estemtodo simula el cido que invade la matriz de roca y determina el nivel

ptimo entre el poder del cido de disolver los componentes de arcilla y el

potencial de precipitacin de los productos de reaccin. Tambin evala

como el volumen de cido podra afectar la prdida de integridad de la

formacin y la cantidad de minerales a ser disuelto durante el

procedimiento.

Fase 3. Implementacin.

Una vez el ingeniero determinado el dao en la vecindad del pozo y ha

diseado la composicin del tratamiento cido ms eficaz para la

eliminacin del dao, se debe disear un programa operativo para la

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implementacin del tratamiento de estimulacin. Por l o tanto el

procedimiento operacional es tan importante como el diseo del fluido. La

operacin incluye (1) la evaluacin de posibles divergentes, (2) varias

tcnicas de implementacin, (3) la determinacin del programa completo

de bombeo con las etapas, volmenes y tasas y (4) la simulacin de la

operacin para optimizar el proceso de diseo.

Los divergentes pueden ser diseados y simulados durante el proceso e

incluyen selladores, tapones inflables, pelotas, partculas degradables,

espumas, geles, etc. Otras tcnicas de colocacin como la presin mxima

de bombeo (MAPDIR) y tubera continua (CoiledTubing) tambin pueden

ser diseadas y simuladas. Adems el intervalo de tratamiento puede ser

diseado, utilizando tcnicas de aislamiento mecnicos como

empacaduras/puentes, empacaduras de inyeccin pueden ser evaluados.

Una vez que el ingeniero ha determinado los fluidos, tcnicas de

divergencia, etc; el nuevo sistema automticamente generar un

programa de bombeo. Este programa incluye las etapas y cantidades de

fluido, identifica las etapas con los divergentes a usar, las tasas de

bombeo fluido abajo y galones de nitrgeno a usar para alivianar la

columna de fluidos si el pozo no llega a reaccionar. El ingeniero podr

entonces exportar el programa como un informe y optimizarlo

previamente con el simulador. El simulador operacional simula el bombeo

de fluido dentro del pozo y es una herramienta valiosa para el diseo de

tratamiento y el anlisis. Un simulador de este tipo puede manejar las

siguientes variables:

y Un bombeo de tratamiento multietapa con sistemas de fluidosnewtonianos y no newtonianos.

y Mltiples intervalos de formacin con skin.y Areniscas (cido HF-HCl) y carbonatos (agujeros de gusano).y Completaciones a hoyo abierto, con o sin empaque con grava.

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y Bullheadings, bombeo simultneo por tubera y anular.y Friccin en la tubera.

El simulador tambin permite al ingeniero responder preguntas como las

siguientes:

y Hacia donde van los fluidos cuando es bombeado hacia el fondodel pozo?

y Cules son los intervalos que toman el mayor volumen deltratamiento y cuales menor volumen?

y Cuntos pies penetra el cido dentro de la formacin? Cunto esla reduccin del skin?

y Cuanto es la rata de bombeo ptima en el trabajo? Es la friccinexcesiva?

y Cul es la rata de bombeo para asegurar un wormholing eficienteen carbonatos?

Fase 4. Evaluacin del tratamiento.

La fase final es la evaluacin del sistema de tratamiento.

Matemticamente hablando, el ingeniero slo puede predecir el

comportamiento del skin de la formacin a medida que se esta realizando

el trabajo (implementando la Ley de Darcy, por ejemplo). Despus de la

realizacin del tratamiento, los ingenieros pueden exportar los datos de

trabajo reales, generar otro perfil de skin, y comparar las condiciones

antes y despus del trabajo. Es siempre recomendable dejar el pozo

limpindose por espacio de unos das con el motivo de hayan circulado

completamente todo los fluidos de estimulacin y posible finos que hayan

quedado en el pozo. Posteriormente, se sugiere realizar una prueba de

restauracin de presin y determinar con la data de presin y un grfico

de Horner el nuevo valor de skin. Una medida cualitativa del xito no es

ver el valor skin directamente, sino la Dpskin, para posteriormente evaluar

la eficiencia de flujo.

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