acidificacion-fracturamiento y limpieza de pozos

$: Acidificacion-fracturamiento y Limpieza de Pozos$

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ACIDIFICACION, FRACTURAMIENTO Y LIMPIEZA DEPOZOS

BENLLY ROCIO BARRETO CALIMANCRISTHIAN MARTIN TRUJILLO

ERMILSUN NAÑEZHECTOR HERNAN MESA VASQUEZ

JEISON PEÑA LONDOÑOJUAN PASTRANA

NELSON FABIAN TIQUESANDRA MILENA CASTRO

WILLIAM GARZON YANET VELEZ MORALES

YERSON GONZALEZ CANELO

Técnico Laboral en Producción de Pozos de Petroleros

ECAPETROL SASESCUELA DE CAPACITACION PETROLERA

VILLAVICENCIO – METAAGOSTO 3 DE 2013


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VILLAVICENCIO – METAAGOSTO 3 DE2013


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Trabajo escrito y en medio magnético, presentación en powerpoint,exposición, videos y folleto para obtener calificación en el modulo de

producción

DocenteJORGE ELIECER CARDENAS D.

Ingeniero de Petróleos


VILLAVICENCIO – METAAGOSTO 3 DE 2013


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TABLA DE CONTENIDO

Pag.

1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2. Acidificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.1. Que es la Acidificación . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . 7

2.2. Para que se aplica Acidificación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.3. Como se Aplica la Acidificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.3.1. Requisitos de los Ácidos. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.3.2. Métodos de Acidificación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.4. Tipos de Ácidos. . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.5. Condiciones Generales sobre seguridad de la utilización de

Ácidos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3. Fracturamiento. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.1. En que consiste el Fracturamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3.2. Que es el Fracturamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

3.7. Como se Hace Fracturamiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

3.8. Que se necesita para hacer Fracturamiento . . . . . . . . . . . . . . .21

3.12. Cuál es el propósito de hacer Fracturamiento. . . . . . . . . . . . . 19

4. Limpieza de Pozos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

4.1. Como se hace Limpieza de Pozos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

4.1.1. Transporte de sólidos hacia la superficie . . . . . . . . . . .. . . . 26


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4.2. Integración de los sistemas de Limpieza . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

4.3. Que se necesita para hacer limpieza de pozos . . . . . . . . . . . . . .30

4.4. Limpieza de trayectorias onduladas . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . 32

5. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

6. Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35

7. Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36


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1. INTRODUCCION

La acumulación de arenas y sólidos en los pozos perjudica significativamente la

producción de petróleo y gas. De hecho, prácticamente la mitad de las operaciones

con tubería flexible conlleva trabajos de limpieza de pozos para la remoción de los

escombros. La Integración innovadora de equipos, los programas de computación,

los sistemas de limpieza a base de fluidos y la vigilancia rutinaria de los

tratamientos ayuda a los ingenieros a reducir el costo y el riesgo de las

operaciones de limpieza de pozos y restituye la producción en menos tiempo.

De otro lado existe la utilización de ácidos para mejorar el desempeño de los

pozos, eliminando o sorteando el daño, practica muy común desde que existe la

industria petrolera, pero que en un momento dado se dejo de hacer porque

consigo vino la corrosión de la tubería de revestimiento, pasando muchos años

para volver a utilizarla pero con modificaciones en esta técnica y excelentes

resultados.

Los tratamientos de fracturamiento a saber natural e hidráulico o ácido que

consiste en crear fracturas para permitir que las acumulaciones relativamente

alejadas de petróleo y gas fluyan hacia el interior del pozo es otra forma de

estimulación para mejorar la producción de petróleo.


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2. ACIDIFICACION

2.1. QUE ES ACIDIFICACION?

Es la utilización de ácidos para mejorar el desempeño de los pozos, eliminandoo sorteando el daño, fue una práctica común durante mucho tiempo; podríadecirse, desde que existe la industria petrolera. En el año 1985, OhioOilCompany utilizó ácido clorhídrico (HCl) para tratar los pozos perforados enuna formación de caliza. La producción de estos pozos se incrementósustancialmente; pero, desafortunadamente, también lo hizo la corrosión de latubería de revestimiento. Como resultado, los tratamientos de acidificación paraestimular la producción desaparecieron durante aproximadamente 30 años.La acidificación de los yacimientos de calizas resurgió en el año 1931, con eldescubrimiento de que el arsénico inhibía la acción corrosiva de HCl en lostubulares del pozo. Pero los tratamientos ácidos para las areniscas requerían unenfoque diferente. El HCl no reacciona fácilmente con los minerales quereducen la permeabilidad de la arenisca pero el acido fluorhídrico (HF) sí lohace.Los primeros intentos de utilización de HF en areniscas fallaron debido altaponamiento producido por las reacciones secundarias. Este problema fuesuperado en 1940 con un tratamiento combinado de HF-HCl. El HF de lacombinación de acidos disuelve los depósitos de minerales presentes en lasareniscas que obstruyen la producción, mientras que el HCl controla losprecipitados.La acidificación de pozos, aludida más comúnmente como acidificación de lamatriz, es uno de los dos métodos de intervención utilizados para restituir el flujoen una formación de petróleo o gas.

2.2. PARA QUE SIRVE LA ACIDIFICACION?

Estas técnicas de acidificación evolucionaron en los años subsiguientes pero elobjetivo no cambió: crear o restituir trayectos de producción cerca del pozo enun pozo nuevo o existente.

La primera consideración respecto de los tratamientos de acidificación de lamatriz en cualquier pozo particular, sea de alta temperatura o no, es la litologíade la formación. Los yacimientos carbonatados son, en su mayoría, solubles enácido y el tratamiento ácido crea trayectos conductores altamente ramificados,denominados agujeros de gusanos, que pueden sortear el daño. Por elcontrario, en los yacimientos de areniscas, sólo una fracción pequeña de la rocaes soluble en ácido. El objetivo del tratamiento ácido en las areniscas esdisolver los diversos minerales presentes en los poros para restituir o mejorar lapermeabilidad. La química y la física para el tratamiento de ambos tipos deyacimiento han sido estudiadas en forma exhaustiva y son bien conocidas.


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Los yacimientos carbonatados, principalmente los yacimientos de calizas ydolomías, reaccionan fácilmente con el HCl en ambientes de temperaturamoderada para formar agujeros de gusanos. La velocidad de reacción eslimitada principalmente por la difusión del HCl en la superficie de la formación.Los agujeros de gusanos en los yacimientos carbonatados incrementan laproducción, no a través de la remoción del daño, sino mediante la disolución dela roca y la creación de trayectos que la atraviesan.

2.3. COMO SE APLICA LA ACIDIFICACION?

El proceso de acidificación opera sobre la formación, cerca al pozo, para sortear el daño o disolverlo.La elección de un tratamiento de fracturamiento o acidificación para estimular laproducción depende de una multiplicidad de factores entre los que seencuentran la geología de la formación, la historia de producción y los objetivosde las operaciones de intervención.

Por otro lado, conforme las regulaciones se vuelven más estrictas, existe dentrode la industria una mayor necesidad de contar con fluidos que planteen menosriesgos de seguridad y medio ambiente. Los ácidos minerales convencionales,tales como el HCl y el HF, son difíciles de manipular en forma segura, resultancorrosivos para los tubulares y los componentes de la terminación ( o aparejos)del pozo, y deben ser neutralizados cuando retornan a la superficie. Además, amedida que se incrementa la temperatura de fondo de pozo, los costos de losinhibidores de corrosión suben rápidamente debido a las altas concentracionesrequeridas; particularmente con algunos tubulares exóticos utilizadosactualmente en las terminaciones de los pozos. Por último, las técnicasconvencionales de acidificación de areniscas habitualmente implican muchospasos para el tratamiento con fluidos, lo que incrementa el potencial de error.

La formación de agujeros de gusanos en los carbonatos se explica por lamanera en que la acidificación se explica por la manera en que la acidificaciónafecta la roca. Los poros más grandes reciben más acido, lo que aumenta tantosu longitud como su volumen. Finalmente, esto se extiende a un canalmacroscópico, o agujero de gusano, que tiende a recibir más ácido que losporos adyacentes a medida que se propaga a través de la roca.

Laforma y el desarrollo de los agujeros de gusanos dependen del tipo de ácidoasí como también de su resistencia, velocidad de bombeo y temperatura;además de la litología del carbonato. Bajo las condiciones adecuadas, losagujeros de gusanos pueden desarrollar longitudes sustanciales, lo que haceposible el uso eficiente del ácido para sortear el daño. En condiciones menosfavorables, el ácido crea canales cortos que contribuyen poco a incrementar laproducción. Para cualquier formación sometida a un tratamiento de


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estimulación, existe un conjunto óptimo de parámetros de tratamiento que creanagujeros de gusanos con la utilización más eficiente del ácido.

A diferencia de las formaciones carbonatadas, el cuarzo y los otros mineralesque conforman la mayor parte de los yacimientos de areniscas son en granmedida insolubles en ácido. El tratamiento ácido de las areniscas, HFusualmente combinado con HCl, busca disolver las sustancias dañadas enpartículas que obturan los poros y reducen la permeabilidad.

Los tratamientos de acidificación en las areniscas apuntan al daño presente enlos primeros 0.9 a 1.5 m (3 a 5 pies) desde la pared del pozo; ésta es la zonaque experimenta la mayor caída de presión durante la producción y que criticapara el flujo. Esta zona es dañada habitualmente por la migración de finos, elhinchamiento de las arcillas y la acumulación de incrustaciones. Las reaccionesde acidificación de areniscas tienen lugar en las zonas en las que el ácidoencuentra los minerales que pueden ser disueltos. Las reacciones de disoluciónprimarias de las arcillas y el feldespato con una mezcla de HF-HCl típica formanproductos de aluminosilicatos. La química de la acidificación de las areniscases compleja y los productos de la reacción inicial pueden reaccionar ulteriormente, con la posibilidad de producir la precipitación. Estas reaccionessecundarias son lentas, en comparación con las reacciones de disoluciónprimarias, y raramente presentan problemas con los ácidos minerales, salvo atemperaturas más elevadas.

La extensión de los tratamientos de acidificación de la matriz, para abarcar temperaturas superiores a 93 ºC, plantea tanto posibilidades como problemaspara el operador: Las posibilidades son obvias; la acidificación a temperaturasmás elevadas permite la estimulación de pozos de alta temperatura utilizandoprocedimientos de campo familiares. No obstante, a temperaturas máselevadas, el empleo de HCl ocasiona una diversidad de problemas. En loscarbonatos, la velocidad de reacción rápida del HCl a temperatura elevadapuede producir ataque superficial en lugar de crear agujeros de gusanos ypuede generar detritos inducidos por el ácido con crudos de alta viscosidad.

2.3.1. REQUISITOS DE LOS ACIDOS

Un ácido para ser apropiado en las estimulaciones deberá:

Reaccionar dando productos solubles

2.3.1.1. Ser posible de inhibirlo ante reacciones con materiales férricos

2.3.1.2. Ser posible de transportarlo sin peligro

2.3.1.3. Ser de bajo costo y fácil obtención

2.3.2. METODOS DE ACIDIFICACION DE POZOS PETROLEROS


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Los ácidos tienen su utilidad en la estimulación de pozos por su eficacia en la

disolución de minerales de la formación y también de materiales extraños a la

misma, tales como lodos de inyección, arcillas y carbonatos que pueden haber

sido introducidos durante las operaciones de perforación y/o completación.

De la eficacia en la disolución de esos minerales y materiales dependerá el

incremento logrado en la productividad del pozo.

2.3.2.1. LAVADO ACIDO

Es una operación destinada a remover depósitos solubles en ácidos en las

paredes del pozo o para abrir perforaciones obturadas.

Se coloca una pequeña cantidad de ácido frente a la zona a tratar, permitiendo que

ésta reaccione sin agitación externa.

A veces, por presión el ácido ingresa 1 pie o algo más para acelerar el proceso de

disolución.

2.3.2.2. ACIDIFICACION DE MATRIZ

Es la inyección de un ácido a la formación a una presión menor a la de fractura de

la misma.

El éxito del tratamiento depende de que el ácido se expanda en forma radial dentro

de la formación .Es de uso generalizado cuando no se puede arriesgar una

fractura hidráulica debido a las intercalaciones de arcillas u otras barreras que

deban protegerse con el objeto de minimizar la entrada de agua o gas.

2.3.2.3. FRACTURA ACIDA

Consiste en inyectar ácido a una presión lo suficientemente alta para producir una

fractura hidráulica a la formación en tratamiento o para abrir y comunicar fracturas

existentes.

Se llega a alcanzar este tipo de estimulación cuando se obtienen canales de flujo

de alta conductividad que permanecen abiertos después del tratamiento.

2.4. TIPOS DE ACIDOS EMPLEADOS EN LA ACIDIFICACION DE POZOS

Los ácidos de uso corriente pueden ser clasificados en:

2.4.1. Minerales

2.4.2. Orgánicos diluidos

2.4.3. Orgánicos enpolvo

2.4.4. Híbridos o mezclados

2.4.5. Retardados


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2.4.1. ACIDOS MINERALES: Clorhídrico, Fluorhídrico, Clorhídrico – fluorhídrico

2.4.1.1. ACIDO CLORHIDRICO

Ioniza completamente y es considerado un ácido fuerte.

La principal desventaja del HCl es su alto poder de corrosión en el pozo y en las

tuberías y su alta toxicidad en los humanos. En la mayor parte de los tratamientos

en formaciones con carbonatos se usa HCl en una solución de 15 % por peso en

agua. Esta concentración se la denomina ácido regular y fue usada principalmente

por la falta de inhibidores de corrosión y la dificultad en prevenirla.

Actualmente, con el desarrollo de los inhibidores de corrosión, se están usando

concentraciones más elevadas de ácido

2.4.1.2.ACIDO FLUORHIDRICO

2.4.1.2.1.El HF disminuye las partículas de bentonita que contienen los lodos de

perforación.

2.4.1.2.2. Presenta, además, la habilidad de disolver las arcillas (silicatos) y la

arena (sílice).

2.4.1.2.3. Las arcillas son disueltas más rápidamente que las arenas bajo las

condiciones generales de uso. El HF reacciona con todos los componentes de las

areniscas, aún cuando su reacción frente a los carbonatos es baja con respecto al

HCl

2.4.1.3.ACIDO CLORHIDRICO-FLUORHIDRICO

2.4.1.3.1. Esta mezcla de 2 ácidos es usada casi exclusivamente en

estimulación de areniscas.

2.4.1.3.2. La concentración más adecuada de HF es la de 3 %, concentraciones

mayores han demostrado que en el bombeo hacia el pozo la presión

se incrementa y disminuye la permeabilidad de la formación.

2.4.1.3.3. Las características de corrosión en las mezclas HF-HCl son

comparables a aquellas que produce el HCl, siendo por esta razón

que se usan inhibidores de corrosión similares.


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2.4.1.3.4. El HCl mezclado con HF tiene, de acuerdo a lo ya visto, los siguientes

propósitos:

2.4.1.3.4.1. Convertir HF a partir del bifluoruro de amonio

2.4.1.3.4.2. Disolver los materiales de la formación solubles en el HCl y

prevenir que el HF se gaste demasiado rápido

2.4.1.3.4.3. Prevenir la precipitación de fluoruro de calcio al mantener un pH

bajo

2.4.1.4. ACIDIFICACION EN ARENISCAS

2.4.1.4.1. La acidificación en las areniscas tienen como finalidad restaurar la

permeabilidad original de las mismas.

2.4.1.4.2. El principal daño está dado por el hinchamiento de las arcillas

2.4.1.4.3. Las arcillas como la montmorillonita se hinchan en contacto con el agua

dulce o con bajos contenidos de sales en solución.

2.4.1.4.4. El contacto de las arcillas con el agua puede deberse a:

2.4.1.4.4.1. Filtrados de lodo

2.4.1.4.4.2. Pérdida de agua durante la terminación

2.4.1.4.4.3. Contacto con agua de formación por conificación

2.4.1.4.4.4. Tratamiento del pozo con fluidos acuosos incompatible

La mezcla de estos 2 ácidos (HlL-HFl)se debe a su habilidad para disolver arcillas

contenidas en los lodos de perforación. Además ambos reaccionan con la mayoría

de los componentes de las areniscas: sílice, feldespatos y materiales calcáreos.

La penetración del ácido en la formación se supone que es radial y contacta con

una gran superficie de la roca. El mayor consumo del mismo se realiza a poca

distancia del pozo, como resultado de su alta reacción con las arcillas

2.5. CONDICIONES GENERALES SOBRE LA SEGURIDAD DE LAUTILIZACIÓN DEL ACIDO

2.5.1. Utilizar siempre líneas de acero y que solo se encuentre en el área elpersonal absolutamente necesario. Disponer de un suministro de agua dulcepara lavar cualquier persona salpicada con acido, u otro contaminante.

2.5.2. Probar todas las líneas a una presión en exceso a la que se va a utilizar durante la operación. Controlar que no haya perdidas. No sobrellenar los


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tanques.

2.5.3. Asegurarse de que los manómetros estén instalados y funcionencorrectamente. Evitar derrames de acido y limpiar inmediatamente en caso deque ocurra.

2.5.4. Siempre debe haber una válvula de retención en la boca del pozo.Siempre que se coloque una válvula de retención asegúrese de colocar una “T”o válvula de alivio de presión para así facilitar la retirada de la válvula deretención.

2.5.5.Debido a que todos los materiales utilizados para el tratamiento con acidoson peligrosos, se debe usar ropa de protección y un equipo de seguridad quese encuentre en buenas condiciones.

2.5.6. Debe haber siempre respiradores y un control minucioso de la direccióndel viento.

2.5.7. Siempre verter acido en agua, nunca agua en acido. No inhalar gasesácidos.

2.5.8. Organizar una reunión previa a la operación para tratar el tema de laseguridad y saber que se debe hacer en caso de alguna emergenciapresentada.

2.6. CUANDO SE HACE ACIDIFICACION?

Las técnicas de intervención de pozos, tales como la acidificación de la matriz,desempeñan un rol importante para los operadores que necesitan producir todolo posible de sus campos petroleros. La presión ejercida sobre los especialistasen tratamientos de acidificación, para que desarrollen nuevas formulaciones ytécnicas de tratamiento, proviene de distintas direcciones. Una la necesidadimportante es la extensión de los tratamientos de acidificación a los ambientesde altas temperatura. El empleo de ácidos minerales convencionales, talescomo el HCl y el HF, a temperaturas más elevadas – superiores a 93ºC (200 ºF)

– conduce a velocidades de reacción que son demasiado rápidas. Estasvelocidades rápidas hacen que el ácido se consuma demasiado temprano,reduciendo su efectividad, y puede causar otros problemas.

3. FRACTURAMIENTO

Aumentar la producción de un yacimiento es una obsesión que persigue acualquier trabajador de la industria petrolera. Y para materializar ese deseo,existen diferentes tipos de técnicas. Una de las más tradicionales, más aplicadas y


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mejor estudiadas por los expertos de Ecopetrol en los últimos tiempos es elfracturamiento hidráulico

3.1. EN QUE CONSISTE EL FRACTURAMIENTO?

Esta técnica, utilizada en la industria petrolera desde los años 50, consiste eninyectar una arena cerámica mezclada con una gel a fin de mejorar lapermeabilidad del yacimiento para incrementar su productividad.

La permeabilidad es una de las principales características que deben poseer lasarenas productoras de hidrocarburos, pues a mayor permeabilidad mejor será elflujo de los hidrocarburos del yacimiento al pozo. El promedio es de 100milidarcys, pero con la inyección del nuevo material la permeabilidad puedealcanzar los 10 mil o 15 mil milidarcys, convirtiéndose en una excelente autopistapara facilitar el mayor flujo de hidrocarburos.

“Es como pasar de una vía de un carril a una autopista de seis carriles”, diceCarlos Medina Zárate, uno de los investigadores del Instituto Colombiano delPetróleo (ICP) que, en conjunto con las superintendencias operativas y delDepartamento de Yacimientos, viene implementando una metodología propia parala empresa en los distintos campos operativos de Ecopetrol. En su opinión, de loque se trata es de estimular un pozo de manera artificial para que mejore lascondiciones de flujo.

3.2. PARA QUE SIRVE EL FRACTURAMEINTO?

3.2.1. Mejorar la producción3.2.2. Desarrollar reservas adicionales.3.2.3. Evitar zonas altamente dañadas.3.2.4. Reducir la deposición de asfáltenos.3.2.5. Controlar la producción de escamas.3.2.6. Conectar sistemas de fracturas naturales.3.2.7. Disminuir la velocidad de flujo en la matriz rocosa.3.2.8. Incrementar el área efectiva de drenaje de un pozo.3.2.9. Disminuir el numero de pozos necesarios para drenar un área.3.2.10. Reducir la necesidad de perforar pozos horizontales.3.2.11. Retardar el efecto de conificación del agua

Hoy, cuando la estrategia de Ecopetrol busca elevar el factor de recobro de loscampos de producción por encima del 34% en los próximos años, frente alpromedio de 29% que se tiene en la actualidad, el fracturamiento hidráulico seconvierte en una de las técnicas a aplicar de manera masiva, ya que acelerareservas e incrementa el factor de recobro.


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Con esta técnica se pueden contactar yacimientos que, debido a sus propiedadespetrofísicas, no han producido de manera efectiva, incrementando la producciónacumulada y, en consecuencia, el factor de recobro.


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3.3. RETOS PARA EL FUTURO

3.3.1. Lograr incrementar la producción por la técnica de fracturamiento a cerca de10 mil barriles por día.

3.3.2. Estandarizar los procesos, pre, durante y post operación.3.3.3. Que el fracturamiento hidráulico y la estimulación química sean trabajos

rutinarios en la estrategia de mantenimiento y aceleramiento de laproducción.

3.3.4. Convertir el fracturamiento hidráulico en parte del completamiento de pozosrecién perforados.

3.3.5. Aplicar economías de escala mediante la contratación de paquetes paratodas las áreas operativas de Ecopetrol.

3.3.6. Que Ecopetrol genere sus propios fluidos de fracturas dependiendo delcampo, al aprovechar el conocimiento y la infraestructura de laboratorios.

3.3.7. Convertir a Ecopetrol en empresa líder en la estimulación química yfracturamiento hidráulico en Latinoamérica.

3.4. TRAS MAS PETROLEO

El factor de recobro, que es el porcentaje del crudo original que se puederecuperar de un yacimiento, es una de las mayores preocupaciones de laindustria. En el ámbito mundial el promedio está entre el 40% y 50%; enEcopetrol la mayor parte de los campos están en el rango de 27% y 29%.

Cada punto que se gane en el factor de recobro significan desde cientoshasta millones de barriles, dependiendo del aceite original encontrado, quevalorado a precios de hoy representan ingresos importantes para cualquier compañía.

Con base en estas cifras, se conformó un equipo de trabajo en Ecopetrol,conformado por expertos de yacimientos, funcionarios de lassuperintendencias operativas de la Vicepresidencia de Producción, el ICP yempresas líderes en tecnologías, quienes revisaron el estado de laaplicación de esta técnica en Colombia, el uso de las tecnologíasmundiales y las mejores prácticas.

Una de las conclusiones es que el fracturamiento hidráulico es unaexcelente herramienta para maximizar la productividad de los activospetroleros. En 2005 este equipo de expertos definió el primer paquete de25 pozos a aplicar fracturamiento hidráulico, así como otros 20 pozos infill adesarrollar en el campo Cantagallo. En 2006 este campo inició el piloto con5 pozos. Los resultados alcanzados, producto de los trabajos defracturamiento en este campo entre 2006 y 2007, muestran un incrementoen la producción del orden de los 400 mil barriles de petróleo acumulados.


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Los campos del Huila continuaron con esta metodología y se desarrollarontrabajos en 5 pozos del área de Santa Clara, Palogrande 4 y Lomalarga 2,cuyos resultados mostraron una producción incremental de aceite de cercade 450 barriles por día.

En los campos Llanito y Tisquirama, Ecopetrol ha tenido importantesincrementos de producción con pozos de 450 barriles por día. Esimportante también mencionar que existen casos como Orito en donde lospozos han incrementado 1.500 barriles por día.

Actualmente, Ecopetrol, mediante trabajos de estimulaciones yfracturamiento, ha presentado incrementos de producción de 2.800 barrilespor día; esto demuestra que estas tecnologías son efectivas.

3.5. RELACION COSTO BENEFICIO

Los costos de fracturamiento oscilan entre los 180 mil y 250 mil dólares,dependiendo del campo y particularmente la movilización de equipos,materiales y volumen de trabajo.

La recuperación de la inversión se da en los primeros seis meses deproducción incremental del pozo, gracias a los altos precios del crudo.

El éxito de esta técnica aplicada en Ecopetrol se basa en creación de lametodología, la cual utiliza el modelo geológico y petrofísico, se generanlos modelos de producción, revisión de integridad de los pozos, selecciónde intervalos y pozos a estimular, así como la evaluación de pruebas fluido-fluido y fluido-roca en los laboratorios del ICP.

De los trabajos realizados en los últimos tres años se tienen resultadospositivos en el 85% de los casos, gracias a la integración de la información,así como al trabajo en equipo de este grupo multidisciplinario, que luego decada operación realizada se reúne para analizar las lecciones aprendidas ymejores prácticas, en un ejercicio compartido que genera nuevoaprendizaje.

Otra ventaja de esta técnica es la disminución de los tiempos de operaciónde pozos, que se traduce en ahorro en costos para Ecopetrol. A diferenciade otras compañías operadoras, Ecopetrol cuenta con los laboratorios endonde se pueden probar, diseñar y optimizar los tratamientos, que envarias oportunidades le han permitido cambiar y optimizar fluidos defractura, modificar los tratamientos químicos y optimizar los geles defracturamiento. Hoy trabajan en el proceso de estandarización de procesosde selección de pozos, reportes de trabajo, análisis y secuencia operativa.


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3.6. QUE ES EL FRACTURAMIENTO?

3.6.1. ES UNA TECNICA MUNDIAL

Fracturar, como su palabra lo indica, es romper una estructura, en este caso,romper las arenas del yacimiento con una arena-cerámica para mejorar loscanales de flujo.

Lograrlo requiere todo un comando de equipos especiales que podrían abarcar fácilmente una caravana de 16 a 20 tractomulas, cargadas con blenders(mezcladores)unidades de monitoreo de presiones, tanques de almacenamiento de agua,tanques de almacenamiento de propante (químicos), unidades de monitoreo defracturamiento, todas ellas controladas desde una sola cabina.

El fluido gelatinoso es preparado en superficie e inyectado al pozo a presionesmáximas de unos 20 mil PSI (libras por pulgada cuadrada) en cabeza de pozo,esto es 666 veces más que la presión de una llanta de vehículo, que es de 30 PSI.

La presión con que ingresa la arena rompe y penetra la formación y se mezcla conla arena del yacimiento. Posteriormente, debido a la presión y la temperatura, lagel se disuelve y se convierte en agua, que luego sale con la producción del pozo.

A cada pozo se puede adicionar entre 30 mil y 70 mil libras de arena, pero enEstados Unidos se conocen trabajos con la adición de hasta 1 millón 500 mil


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libras.

Después de los trabajos se requieren 5 días para poner a producir el pozo a tasasmenores, con el fin de extraer los fluidos inyectados y limpiar las fracturasrealizadas, antes de comenzar a recuperar el crudo incremental.De acuerdo conlas estadísticas mundiales, esta es una de las técnicas de mayor utilización en loscampos maduros. También existen técnicas como la perforación infill, perforaciónavanzada (horizontales o multilaterales), estimulaciones químicas e inyección deagua, entre otras.

En Estados Unidos se realizan cada año entre 20 mil y 30 mil trabajos defracturamiento, seguido por Rusia con 15 mil por año. En Latinoamérica Argentinalidera la técnica con unos 6 mil fracturamientos; México, con 5 mil, y Venezuelacon 2 mil.

Colombia, por su parte, ha tenido picos máximos de 350 trabajos, en su mayoríapor las compañías socias de Ecopetrol.

Petrobras, por ejemplo, cuenta con el 100% de sus pozos fracturados en el campoGuando; y el 95%de los pozos del campo Yaguará. Bp, Hocol y Argosy hanaplicado fracturamiento al 80% de sus pozos.

En Ecopetrol, entre 5% y 8% de sus pozos ha ingresado a esta tecnología,principalmente en los campos de Orito –al sur del país – y Catatumbo –en elnororiente –; así como algunos pozos en el campo de Cantagallo, Neiva y DeMares (Llanito y Lisama) en los dos últimos años.

Es una técnica usada para la estimulación secundaria de reservorios, este procesose lleva a cabo por la inyección de un fluido al pozo a un cierto caudal. La presiónde este fluido comienza a crecer hasta que eventualmente puede romper la rocadel yacimiento. El proceso de fracturamiento comienza a propagarse dentro dellecho rocoso y la presión del fluido decrece como consencuencia del aumeto delvolumen que ocupa el fluido.

3.7. COMO SE FRACTURA?

Para poder ejecutar un fracturamiento hidráulico, es necesario realizar un diseñoen el cual se debe de tener conocimiento de diversos parámetros que seránempleados en cualquier software de las diferentes empresas de servicios,para la simulación de los parámetros de fractura.Para un fracturamiento se requiere diferentes diseños con el fin de obtener la mejor propuesta a sus objetivos, se debe contar con información previa y con una seriede herramientas.


20

3.8. QUE SE NECESITA PARA HACER FRACTURAMIENTO?

3.8.1. Análisis pre y post fractura de pozos vecinos.

3.8.2. Características del fluido de fractura y del apuntalante.

3.8.3. Estudios de laboratorio sobre propiedades de la formación


21

3.8.4. Simuladores del comportamiento de la producción del yacimiento.

3.8.5. Registros eléctricos


22

3.9. CON QUE SE HACE FRACTURMIENTO?

Esta técnica se hace con la siguiente herramienta

3.9.1. Equipos de almacenamiento de fluidos.

3.9.2. Equipos de almacenamientode agentes de sostén.


23

3.9.3. Equipos mezcladores.

3.9.4. Equipos de bombeo de alta presión.

3.9.5. Centro de control.

3.9.6. Líneas de superficiey de distribución.

3.10.CUANDO SE HACE FRACTURAMIENTO ?


24

El fractuaramiento se hace cuando:

3.10.1. Un campo petrolero está disminuyendo su vida productiva por faltade energía del yacimiento.

3.10.2. Daños en la formación del pozo

3.10.3. Daños en las areas de drenaje avance de las capas de gas

3.10.4. Descontrol de los modelos de inyección entre ellos la producción

3.11. PRINCIPIOS DEL FRACTURAMIENTO: Tres relaciones básicasgobiernan el proceso de fracturamiento:

3.11.1. Flujo de fluido dentro de la fractura3.11.2. Balance de materiales o conservación de la masa3.11.3. Deformación elástica de la roca

Fractura de Cumplimiento: La presión neta dentro de la fractura hace unefecto de comprensión sobre la roca, generando ancho de fractura. Elancho promedio de la fractura es linealmente proporcional a la presión netaen el wellbore. La constante de proporcionalidad Cf es referenciada comoFracture Compliance. El uso de la propiedad física de Compliancepaadescribir la deformación de un material solido bajo una carga extrema esanálogo a la comprensibilidad de un fluido en análisis de reservorio.Incremento de Producción: Teniendo en cuenta que en un pozo haycantidades de aceite y gas, la estimulación generalmente incrementa suproducción y el retorno de la inversión se hace más veloz, pues las reservasson recuperadas en un breve periodo de tiempo. Los pozos que se fracturanresponden con un aumento de la producción de varios de cientos de vecessuperior al ensayo inicial. Los pozos antiguos en bombeos generalmenteresponden con un incremento de cinco (5) a (10) veces en producción endonde a un existe adecuada presión de yacimiento.

3.12. CUAL ES EL PROPOSITO ?

3.12.1. Abrir y extender la fractura

3.12.2. Transportar y distribuir el material de sostén a lo largo de lafractua.


25

4. LIMPIEZA DE POZOS

4.1. PARA QUE SE HACE LIMPIEZA DE POZOS?

Un tratamiento de limpieza del pozo utiliza el ácido para eliminar los residuos decemento, lodo de perforación, la escala y los desechos de perforación de un pozo.Hay poca o ninguna circulación de ácidos durante la limpieza de un pozo.

Laacumulacióndearenaysólidosenlospozosperjudicasignificativamentelaproduccióndepetróleoygas.Dehecho,prácticamentelamitaddelasoperacionescontuberíaflexibleconllevan trabajosdelimpiezadepozosparalaremocióndelos escombros.Laintegracióninnovadoradeequipos, losprogramasdecomputación,lossistemasdelimpiezaabasedefluidosylavigilanciarutinariadelostratamientosayudaalosingenierosa reducir elcostoyelriesgodelasoperacionesdelimpiezadepozosy r estituyelaproducciónenmenostiempo.

Elmovimiento de laarenaylaacumulación deescombros puedenproducir un impactoconsiderablesobreelflujo

defluido.Enlasuperficie,unríopuededepositar unvolumentangrandede limoque llega a obstaculizar

supropioflujo,modificandosucurso yamenazandoquizás

laszonasagrícolasylascomunidades.Deunmodosimilar, enunpozo,el influjo de arena

puedeafectarodetenerelflujo depetróleo proveniente deunyacimiento.

Elrelleno dearenaylosescombrosnosonproblemas nuevos con lospozos depetróleo.Varias generaciones

deingenierosde campos petroleroshantenidoqueenfrentareldesafíodemantener suspozoslimpios.

Enelaño1901,delPozoClementNº1situadoen elsudoestede Luisiana, EUA, yperteneciente

aJenningsOilCompany,salíanaborbotonesunos 1,113 m3/d[7,000 bbl/d]de petróleo.1

Lamentablemente paraestosprimeros pioneros de la industria petrolera, la prosperidadduró

poco.Luegodesiete horasdeproducción,laarenadeformación taponómásde305m[1,000 pies]

detuberíaderevestimiento,extinguiendo la producción de

petróleoyconellatodoslossueñosdeopulenciay riqueza.Losesfuerzosporremoverlaarenadeeste

pozofinalmentefracasaronyseprocedióaabandonareláreaprospectiva.

4.1. COMO SE HACE LIMPIEZA DE POZOS?

Aproximadamente paralamisma época, los exploradores depetróleo deTexascomenzarona

utilizar unatécnicainnovadoraparaevitar quedeclinara laproducciónde

petróleo;eltorpedo.2Un“torpedista”bajabacuidadosamente enelpozocantidadessustanciales de nitroglicerina.


26

Una vezquelosrecipientesconnitroglicerina

alcanzabansuobjetivo,sedejabacaerunpesoenelpozo,poniéndoseen marchaunasecuenciade eventos

queculminaban conunaexplosión espectacular y, conunpoco

desuerte,estimulabanelpozoremoviendo susescombrosyreiniciandoelflujo depetróleo.

Hoyen día,losingenieros utilizan métodosmássegurosymáseficacesparaeliminar laarenay otrosescombrosdelpozo.Eneste artículo,algunosejemplosde AméricadelNorte,elMardelNorteyMalasiademuestrancómolosprocesosde limpiezade pozos

cuidadosamentediseñadose integrados ahorran tiempo, reducencostosyriesgos,asícomotambiénmejoran laeficienciaoperacional, permitiendoalmismotiempoquelos

operadoresproduzcan máspetróleo.

4.1.1. TRANSPORTE DE SOLIDOS HACIA LA SUPERFICIE

Elrellenodel pozo constituyeunapreocupaciónimportantepara losoperadoresdetodoelmundo.Este problema,que inhibe la producción,se encaranormalmentea travésdeintervencionescontuberíaflexible(TF).Noobstante,amedidaqueaumentalacomplejidaddelospozosydelasterminacionesylaproduccióndereservassellevaacaboencondicionescadavezmásdificultosas,sepresentanambientesenlosquelastécnicasde limpiezaconTFconvencionalesnoresultanadecuadasparaunaremociónefectivadelrelleno.

Las operacionesdelimpieza depozosconstituyeron unasde lasprimerasaplicaciones paralosserviciosdeTF.Lasestimacionesglobalesindicanquecasiun50%delasoperacionesconTFsellevanacabopararemover sólidosyescombrosmóviles,talescomoarenaproducid

ao restos de apuntalanteprovenientes de lostratamientosdefracturamientohidráulico.3Engeneral, losdesa-

rrolloscontinuosregistradosen lossistemasdeoperacionesconTFhanpermitidoquelos opera-doresavancenal mismo tiempoque seincrementanlasprofundidadesytortuosidadesdelospozos y

aumentanlascomplejidades de lascondicionesambientalesdefondodepozo.4

Latécnicamás comúnparalalimpiezadepozos desviados utilizaunaherramienta delimpieza porchorro

quesebajaenelpozoconTF.Duranteelbombeodelfluido delimpieza por latuberíadeproducción, esta

herramientasebajaolavadentrodelaarenauotrosescombros,comúnmentellamadosrelleno.Unavezpenetrado,om

ordidoelrelleno,elmovimiento descendente se detiene.Mientras se sigue haciendo circularelfluido

delimpieza, laherramienta de limpieza achorro

sesubelevementeyenformalentaenunprocesoqueseconoce comobarrido.

Cuángrandeeselbocadotomadoycuántosesubela herramienta en dirección ala

superficiedependendenumerososfactoresincluyendoelgasto(latasadeflujo),eltipoderelleno,eldiámetrodelatuberíadeproducciónydelatuberíaderevestimiento,elfluidodelimpiezautilizado,eldiseñodelasboquillas,lapresióndefondodepozoylatrayectoriadel

pozo.Ocasionalmente,elbarridotendráqueser llevadonuevamenteala

superficieantesdeproceder atomar elsiguientebocado.Unavez queelrellenohasidobarridoensentido


27

ascendentehastaunaprofundidadprede-terminada,sehaceretornar laherramienta al fondoparatomar elsiguientebocadoderelleno.Elprocesosereiterahastaquetodoelrelleno ha sidomovilizadoyremovidodelpozo

Laherramientadelimpiezapor chorro,oboquilladelavado,generalmenteestádiseñadaparaproducirturbulenciaenelfluido,loqueayudaamovilizar y dejarensuspensión laspartículassólidas.Noobstante,enloquerespectaalospozos inclinados,laturbulenciasereducealaumentarla distanciaconrespecto alas boquillas ylossólidos amenudoformancapasenelladobajo delpozoal caer ,odesprenderse,delasuspensión. Amedidaqueaumentalaaltura de esta capadesólidos, se dispone demenosseccióntransversalde pozoparaelflujo, demaneraquelavelocidaddelfluido a lolargodelasuperficie delacapaaumentahastaquealcanza unavelocidad demovilización crítica. Unavezalcanzada estavelocidad,latotalidadopartedelrellenosedispersa, se vuelvea mezclar conel fluido delimpiezayestransportadohaciala superficie,formando amenudo unanuevacapaunpocomás arribadentrodelpozo.

(A)

(B)

(C )


28

(D)

Pasosdelprocesode limpieza. Unprocesodelimpiezade pozotípicoconstade variospasos.Primero, sebajalaherramientade limpiezaconTFhastaeltopedelrelleno(A).EnlaimagenB,laherramientapenetraen elrellenodurantelacirculación,lavaymovilizalossólidosytomaunbocado.Luego,en laimagenC,seha alcanzado unalongitud debocadopreviamenteplanificadayseestásubiendo laherramientade limpiezaporchorrohaciaelextremosuperior de latuberíaderevestimientocorta(liner),paradar comienzoalprocesode barrido.EnlaimagenD,elrellenoestásiendobarridoatravésde unaporciónde lasecciónangular crítica(40a65grados) delpozo.Engeneral,una vezquelossólidosson barridoshaciaelextremosuperior de latuberíade revestimientocorta,laboquillavuelvealfondo,setoma elsiguientebocadoyelprocesoserepitehastaremovertodoslossólidosdelpozo.


29

Simulacionesdecircuitoscerradosdepruebasdeflujoengranescala.LosingenierosdelIPCutilizaronelcircuitocerradodepruebasdeflu jotransparentede7.0pulgadas(extremosuperior)ydiversostamañosdeTFparaevaluareltransportedesólidosenrelacióncondiversosfluidosyconfiguracionesdeboquillasdelavado,endesviacionesqueoscilanentre45°y75°respectodelavertical.Laeficienciadelprocesodelimpiezaseevaluabaalavezquesevariabaeltipoderelleno,lasvelocidadesanularesylacargadesólidos.Laspruebasayudaronademásaoptimizar eldiseñodelasboquillasparalograrvelocidadesdepenetración,suspensióndepartículasyvelocidadesdebarridomáximas(extremoinferior).

Amedidaquelaherramientadelimpiezaporchorrosedesplazaendirecciónascendente,haciaunacapareciénforma

da,laturbulencia generada porlaaccióndelchorrotambiénayudaamovilizarel relleno, transportándoloendirección a lasuperficiehastaquelossólidosseprecipitannuevamente.Elcicloserepite,empujandolacapahacialasuperficieamedidaque seextraelaTF

delpozo.SilavelocidaddelaTFesdemasiadoelevadao laboquilla delimpieza por chorroresultainadecuadaparalaaplicación,lossólidosseránesquivadosydistribuidos en formairregular alolargodelpozo,loquesetraduciráenunalimpiezaparcialyenlanecesidadderealizaruntratamientoc

orrectivoadicional.Esteproblematambiénpuede producirsecuando losgastossonmuybajosoeldiseñodelfluidoportador esincorrecto.

4.2. INTEGRACIÓNDELOSSISTEMASDELIMPIEZA

Los ingenierosconsiderandiversosfactoresalahora de diseñar operaciones delimpieza de pozos,incluyendo

lageometríadelas operaciones determinación de pozos,ladesviacióndel pozo,laspropiedadesdelos fluidos

delimpieza, elgasto, loslímitesdelapresiónde

circulación,lapresiónylatemperaturadefondodepozo,eltipodesólidos quedeberemoverseyladistancia alo largo dela

cual se debentransportarlossólidos.Con mucha frecuencia, losgastosmás altos, lasterminaciones de

pozos demenortamaño,lossólidosmáslivianosyconformasmásangulares, las desviaciones ytemperaturas

defondo de pozo menores,ylasdistancias máscortaspara eltransporte desólidos setraducenenoperaciones

delimpieza más sencillas.No obstante, conángulos queoscilanentre40y65grados, los efectosdela inclinación

delpozopuedendificultarlalimpieza decasitodotipodepozo.5


30

Schlumberger comenzóaintegrar lossistemasdelimpiezadepozosenelaño2002 enelCentroIntegrado

deProductividadyOperación de Herramientas(IPC)queposeelacompañíaenSugarLand, Texas. Los

ingenieros utilizaronprimerolosdatos deloscircuitos cerrados

depruebasdeflujoparavalidarymejorarlos mode- losteóricosy losalgoritmos existentes(arriba). Al darse

cuenta de que el éxito o elfracaso nodependendeun único aspectodel proceso delimpieza,losingenierosexplotaronlassinergiasdelossistemasy desarrollaron el sistemaintegrado de remoción de

relleno Power CLEAN

Lasaplicacionesdelos programasdecomputación, los fluidos delimpieza,eldiseño delasherramientas

delimpiezaporchorroy lasboquillas, ylavigilanciarutinariadelaremoción desólidossecombinaronenunsolosistema,posibi litando alos ingenieros eldiseñode solucionesde limpieza de

pozoseficacesdesdeelpuntodevista desuscostos paralaarena,labauxitayotros escombros,bajounaamplia gama

decondiciones depozo.Esto incluye pozoscontuberías derevestimiento degrandiámetro,altastemperaturas

ytrayectoriasdificultosas.Las técnicasbásicas quesubyacenlas

operacionesdelimpiezadepozosconTFmodernassontodassimilares.La verdaderadiferenciaciónexisteen

laintegracióndelos elementos técnicos clave,tales comolosprogramas de computación, losfluidosde

limpieza,lasboquillasy elcontroldesólidos.

4.3. QUE SE NECESITA PARA HACER LIMPIEZA DE POZOS?

4.3.1. Pr ogramas de computac ión

Elprogramade diseño de operaciones PowerCLEANsirvecomoplataforma

deintegraciónparalaoptimizacióndelosprocesosdelimpiezadepozos.Para cualquier conjunto de condiciones

depozo ycondiciones deoperación dado,elprogramaevalúa yoptimiza losfluidosdelimpieza

conrespectoaunaserie devariables,entrelasqueseencuentranelgastomáximoparaunapresión de circulación

admisible máxima;las limitacionesde la presión de fondo de pozo; la máxima velocidadde bajadade

laTFenelpozo(RIH,por sussiglas eninglés) ylalongituddelbocadocuandosepenetra elrelleno;

laformaciónyel comportamiento dela capadesólidosrespecto de los requisitos debarrido; lavelocidad

deextracción óptima dela TFparael procesodebarrido yla longituddelbarrido antesde

tomarelsiguientebocadoderelleno.

Enelprogramadediseñosepuedendefinir parámetros adicionales paragarantizar unaoperacióndelimpiezasegura,eficazy libredeproblemas.Por ejemplo, el programa

puedepredecirlaalturade lascapas de sólidosquese formanenelladobajodeunpozoinclinado.Mediante elajuste delos procedimientos operacionales, losingenierosaseguranquelaalturadelascapas desólidos

noexcedaunaporciónpredeterminada

deláreaenlaseccióntransversaldelpozo,minimizandoasíla fricciónyelarrastre de la tubería deproducción, la

densidad de circulaciónequivalente (ECD, porsus siglas eninglés)yelriesgo deatascamientodelatubería.6

4.3.2. Fluido s de l impiez


31

Losfluidosutilizadosen lasoperaciones delimpieza depozosamenudoseelaborabanparaotrasoperacionesde

campos petroleros,talescomo

lostratamientosdefracturamientohidráulicoyempaquedegrava.EnlasoperacionesconTF,lasexigenciasqueimpone eldesempeñodelprocesodelimpiezasobrelossistemasdefluidossonsignificativas.Losdiámetrosdeloselementoshidráulicossonamenudopeque

ñosyrequierenquelosingenieros balanceenlosrequisitosdeeficienciadeltransporte desólidos ylaviscosidaddel fluido enfunción delosgastosylastemperaturasypresionesdefondodepozo.Éstasyotrasdemandashacenquemuchosdelosfluidosdelimpiezaexistentes resulteninadecuadosenambientesdepozosdificultosos.Paraencarar estanecesidadcrítica, los investigadores de

Schlumberger desarrollaronelsistemadefluidoPowerCLEAN.

Losingenierosconsideraroncuidadosamentelasimplicancias de losefectostérmicos sobrelaviscosidad

yeficiencia dela limpieza del pozo subsiguiente.Si bienlavelocidad desempeña unrolmásimportanteenloque respecta a laeficiencia detransportebajocondiciones dinámicas,elincremento delaviscosidaddel fluido

puedeimpedir lasedimentación estática.7Elincremento de lasviscosidades de

losfluidostiendeaincrementar lascaídasdepresión porfricción yreducirlosgastosaexpensasdeunaoperación

de limpieza de pozoefectiva. Losefectostérmicos puedenproducir significativos

efectosperjudicialessobrelos fluidos abase depolímeros,reduciendo laviscosidadylimitando lacapacidad de

suspensiónestática.

Losingenieros delIPCutilizaron circuitoscerradosdepruebasdeflujohorizontalesparainvestigar lavelocidaddeasentamientodelaspartículasbajodiversascondicionesdeflujo.Elperfildeviscosidad deunasolución con gel PowerCLEANexhibióunafluidificaciónporesfuerzo decortepronunciada.Laspruebasposteriores demostraron queelsistema defluidoproveeunaviscosidad aceptable

atemperaturasdehasta163°C[325°F].

Enciertos casos,nosenecesitansistemasdefluidos deavanzadaylosfluidosordinarios,tales comoelagua,

lagoma guar ,lahidroxietilcelulosa(HEC), la gomaxantan, la gomawelany

losfluidosabasedesurfactantesviscoelásticos,pueden ser utilizados en forma efectivaconelsistemaPowerCLEAN.Unfactorimportante deesteproceso eslaseleccióndelfluido correcto

paraunaaplicación dada,lo quecomplementalosrequisitos de velocidad, el diseño de

lasboquillasylascondicionesdepozo.

4.3.3. Bo qu illas

Losdiseños disponiblesincluyenboquillascon chorrosprogresivos yregresivos,

boquillasqueposeenchorros progresivos solamente, boquillasquesólotienenchorros regresivos y

boquillas que puedenpasar dechorro progresivo aregresivo enfunción delademanda.Cualquiera

deestascombinaciones puedeincluir características de induccióndelefectoderemolinoradial.Losingenieros deIPC diseñaron las nuevasboquillasutilizando estudios

teóricosypruebasdeoperacionesdelimpieza empíricas encircuitos de pruebasde 3.5y7pulgadas. Lasboquillas

estándiseñadasparaasegurar laremocióncompletayeficazdelossólidos delamayoríade las configuraciones


32

de pozos utilizando fluidosquecomprendendesdeelaguahastafluidosdelimpiezaviscosificados

LasboquillasPowerCLEANnotienenpiezasmóvilesyproveenun chorrocontinuoparacrearunefectoderemolino.Ele

nfoque, ladirección,el tamañoyelespaciamiento delasboquillasestándiseñados

específicamenteparaoperacionesdelimpieza depozosconrelleno no consolidado, lo que optimiza laenergíadefluidodisponibleparalaelevaciónysuspensión de laspartículas(abajo). Lacaídadepresión quese producea

través delaboquillaPowerCLEANes relativamentepequeñay varía típicamente de100 a400lpc[689 a2,758

kPa] congastosqueoscilanentre 1y3bbl/min[159 y477L/min].

Lapequeñacaídadepresión producidaalolargodelaboquilla posibilitalaexistenciadegastosyvelocidadesdefluido

máselevadasenel pozo,quesonesencialesparalaremoción efectivadesurelleno.

4.3.4. Con tro l de sólidos

Asegurar quelossólidos delpozoseremuevanalasvelocidadesprevistas escrucial

paraeléxitodelaoperación.Uncomponente importantedelsistemaPowerCLEANeseldispositivo decontroldesólidos, unsensoracústicoque midelaenergíaasociadaconlascolisiones delos

sólidosenlasuperficieinternadeuntubo(arriba).Estaenergíaesprocesadaparadetectar elvolumendesólidosquepasapor laposición delsensor comouna función deltiempo. La observacióndelatendenciadelos

sólidosqueretornanala superficieduranteunaoperacióndelimpiezaproporcionaunaalternativaparalaverificacióndeldesempeñodelossistemas PowerCLEAN. Sepuedenanticipar problemaspotencialesyadoptar medidascorrectivas.

4.4. LIMPIEZADETRAYECTORIASONDULADASENALASKA

Laintegracióndeloscomponentesdelossistemasdelimpieza depozospermite a

losingenierosremover conéxitolossólidosyescombrosdelospozos,quepreviamente seconsideraban

demasiadocomplejos parala operación delimpieza,opozosenlosquelostratamientosderemediaciónnoresultabanefectivosdesdeelpuntodevista desuscostos.

Los pozosoperadosporConocoPhillipsenlaUnidad KuparukRiver,situadaenelTaludNortedeAlaska,EUA,

amenudotienenunrellenoque obstaculiza laproduccióne incrementa

elcostooperativoenalgúnpuntodesuciclodevida.8 Las trayectorias delospozos

puedenser tortuosas;enciertos casos,ondulaciones demás de43 m[140 pies], decrestaavalle,dificultan

losesfuerzosderemocióndelaarena

Acomienzosdelaño2003, losperforadoresterminaron unpozoalolargode1,524m[5,000 pies]desecciónhorizontal delaareniscaWestSakdebajapresión. Conlaayudadeunabomba dechorro,elpozoprodujoinicialmentehasta105 m3/d [660 bbl/d]depetróleo.

En septiembre de2003, elpozofuecerrado para cambiar el sistema delevantamiento artificial.


33

Durantelareparación,utilizando línea deacero,seencontrórelleno cercadelextremo

superior delatuberíaderevestimientocorta a2,006m[6,580pies]. Duranteelmessiguiente,losespecialistasdecampodeSchlumbergerbajaronlaTFenelpozohaciendocontacto conelrellenoa 2,675m[8,775 pies]

deprofundidadmedidadelaTF(TFMD,porsussiglaseninglés). Sibien sebombeóaguaoleosa conpíldoras

degelabasedebiopolímero ydiesel

oleosocombinadoconpíldorasdedieselgelificadoatravésdelaTFpararemover losescombrosdelpozo,noselogró

llevar alasuperficieunacantidadsignificativadesólidos.9

Posteriormente,unexamendelregistrodepesodurantelaoperaciónindicóquelaTFnose habíaposadoenlaarenasinoque había

alcanzadosulímitedefricciónpor deslizamiento,ounacondiciónqueseconocecomoatascamientohelicoidal .

En noviembre de2003,sereiteróel intentode limpieza conTFde mayor diámetroexterior (OD,porsussiglaseninglés). Elespecialista decampoacargodela operaciónconTFobservó unaresistencia

mayorquela normal alreingresarenelpozo,loqueindicóquehabíaarenadistribuida alolargodetodoel pozo.Se

hizo contactoconuntapóndearenasólidojustoporencimadel extremosuperior de la tubería

derevestimientocorta(liner ),a1,987m[6,521pies]de TFMD.Luegose bombearon2.1 bbl/min [333.8L/min] defluidodelimpieza a basededieselpor latuberíadeproducción,alavezquesetomabanbocadosderellenode30.5m[100pies] antes deefectuar el barrido hastaelextremoinferior de la

tuberíadeproducciónocoladelatuberíade producción.A2,270m[7,449pies],se perdieron los retornos y seextrajolaTFinmediatamentedelpozo.

Mientras seextraíalaTFendirección alasuperficie, el especialista de camponotó

unimportantesobreesfuerzo de traccióndelaTF,loque indicó que seestaban dejando algunossólidos

alolargodelpozo,que sedeslizaban en sentidodescendentepor la tubería deproducción.Noobstante,

amedidaquelaherramientade limpieza porchorroseacercaba

alasuperficie,serecuperabanlosretornosylosingenieros observaronque un volumen significativodearena,humedecida condiesel gelificado, retor naba alasuperficie. Luegodeeste procesodelimpieza, elpozo

semantuvoenproducción duranteaproximadamente unmesantesdereiterarsesuarenamiento.

Los ingenieros de ConocoPhillips y Schlumbergerplanificaronuna

terceraoperacióndelimpieza, utilizando estavezelsistemade limpieza integradoPowerCLEAN. Los

módulosdediseñodelimpieza depozosdelprograma dediseñoyevaluación de tuberíaflexible

CoilCADEpermitieron alosingenierosevaluardiversosfluidos delimpiezadisponibles

anivellocal,incluyendo2%decloruro depotasio[KCl],dieselabase degomawelanyabase degomaxantan,diesel

gelificadoyelsistema de gel PowerCLEAN. Debidoa lasbajaspresionesdefondo depozo (BHP, por sussiglas

eninglés), todaslasopcionesdefluidos requerían operacionesdelevantamiento artificialporgas,

utilizandogasnatural onitrógeno oamboselementos.Dadala geometría onduladadeeste pozo,

sedesconocíalaconcentración exactaderelleno.

5. RESUMEN


34

Los ácidos tienen su utilidad en la estimulación de pozos por su eficacia en la

disolución de minerales de la formación y también de materiales extraños a la

misma, tales como lodos de inyección, arcillas y carbonatos que pueden haber

sido introducidos durante las operaciones de perforación y/o completación.

De la eficacia en la disolución de esos minerales y materiales dependerá el

incremento logrado en la productividad del pozo.

Los beneficios del fracturamiento hidráulico son bien reconocidos en la industria

petrolera, técnica que ha sido aplicada en miles de pozos alrededor del mundo, por

lo que siguen siendo consideradas al momento de la completación de pozos

nuevos, remediación y/o mejoramiento de la productividad de pozos activos en

producción. Este es el caso de los pozos del yacimiento LJA que se encuentra

hacia NE de la cuenca del oriental de Venezuela. Este yacimiento presenta

areniscas intercaladas con sellos lutíticos, que por su ambiente depositacional

profundo, presenta alta compactación, reduciendo notablemente la permeabilidad

en el medio poroso, por lo que la productividad de estos pozos mediante flujo

matricial se considera despreciable.

De las dos actividades anteriores se basa la limpieza de los pozos de petróleos y

que como se ha visto en el presente trabajo es fundamental para que la producción

sea lo mas eficiente posible y no se genere perdidas.

6. CONCLUSIONES


35

6.1. Son mutiles y variadas las técnicas de limpiezas de pozos, razón por la cual se

debe entrar a hacer un análisis minucioso de las características, condiciones,

entorno en que nos encontramos para llevar adelante un proceso de limpieza de

pozo petrolero

6.2. La utilización de la técnica de fracturamiento ha sido utilizada desde que inicio

la producción de petróleo sin embargo es nociva debido a que no es controlable

fácilmente, generando daños irreparable para la naturaleza y el ser humano.

6.3. Los ácidos son insumos químicos de diferentes procedencia y utilizados en la

industria petrolera con el fin de estimular los pozos petroleros generando de esta

manera una mejor producción.

7. BIBLIOGRAFIA


36

Paso a Pozo - Articulo de ECOPETROL 2005 ECOPETROL S.A. DerechosReservados.

Producción simultanea de gas y petróleo en reservorios multicapas del Yacimiento

Cerro Dragón

Estimulación y Fracturamiento con ácidos fuertes orgánicos Writtenby Laurens

Guillermo Meza Estrada – Wednesday, 06 August 2008

Sistemas Integrados de Limpieza de Pozos – Articulo de CoilCADE y Power

CLEAN, marcas de Schlumberger

Opciones para la estimulación de pozos petroleros – OneSTEP, StimCADE, SXE y

Virtual Lab son marcas de Schlumberger

Weatherford – Flushby – Equipo de limpieza

acidificacion-fracturamiento y limpieza de pozos

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