7. exclusión y control de arena
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
CONTROL DE ARENA
TÉCNICAS DE
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Mecanismos de producción de arena:
Movimiento de granosMovimiento de arena en zonas alejadas de la cara de la
formación
Movimiento de masasMovimiento de arena en pequeñas masas en zonascercanas a la cara de la formación (obstrucción a nivelde las perforaciones
Fluidización masivaMovimiento masivo de arena la cual genera erosión
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Consecuencias de la producción de arena:
Acumulación en los equipos de superficieArenamiento del hoyo que reduce o impide la producción
efectiva del pozoErosión de los equipos de fondo y superficie
Colapso de la formación por socavacionesReducción de la permeabilidad en la vecindad del pozo
Causas de la producción de arenaFalta de compactación y cementaciòn entre los granos de
arena
Factores geológicos y geográficosFlujo multifásicoAltas tasas de flujoEfectos térmicos
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Muestra de acumulación de arena
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Criterios de SelecciónIdentificada la necesidad del pozo, para la aplicabilidad de un Método deexclusión de arena, la misma debe hacerse considerando los siguientescriterios:
Económico:
Considerar el costo inicial del tratamiento y este efecto sobre laproducción
Antecedentes históricosAnálisis de la vida productiva del yacimiento y del pozo
Aplicabilidad:Grado de dificultad en la aplicación del tratamiento
Duración del servicio:Estimación de producción libre de arena y de tasa de frecuenciapara la repetición del tratamiento
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Métodos para el Control de Arena
Control de la tasa de flujoCombinados (químicos y mecánicos)Mecánicos
Químicos
Control de arena – Métodos Mecánicos
Forro ranurado o rejilla sin empaque con grava.
Empaque con grava externo (hoyo desnudo).Empaque con grava interno (hoyo revestido).Empaque con grava a través de tubería de producción.Rejillas Preempacadas.
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Forro ranurado o rejilla sin empaque con grava
Ofrecen una vida productiva corta
Su taponamiento es muy factible
En hoyo abierto, en formaciones no consolidadas se puedeproducir colapsamiento al producir el pozo
No es recomendable el uso de forro y rejilla sin empaque, yaque el 10 % de la arena producida es menor que las aperturasde la mayorìa de las rejillas comerciales
Control de Arena (Métodos Mecánicos)Consideraciones generales:
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Empaque con grava externo (hoyo desnudo)
A hoyo desnudo la productividad es mayor que en hoyo
revestido, debido a una mayor área de flujo alrededor de la rejilla
Los pozos a hoyo desnudo producen por periodos mayores encomparación con hoyo revestido (especialmente en pozos conaltas tasas y/o alta viscosidad)
En pozos con hoyo ampliado se puede colocar una mayor capade grava, incrementando el àrea de flujo en la vecindad del pozo
Recomendado en formaciones no/semiconsolidadas
Control de Arena (Métodos Mecánicos) Cont.
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Control de Arena (Métodos Mecánicos) Cont.Empaque con grava interno (hoyo revestido)
Existe un ahorro del tiempo de taladro
Permite completación en varias zonas
No requiere de un programa especial de perforación
Posibilidad de utilizar cuatro variables de este Método• Empaque con grava convencional•
STIMPAC• Empaque con alta tasa de agua• PERFPAC
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Forro ranurado o rejilla
Empaque con grava
Empaque con gravaexterno (hoyo desnudo).
Empaque con grava interno(hoyo revestido).
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Empaque con grava a través de la tubería de producción
Permite instalar el control de arena en un pozo productor sin tenerque sacar la completación
Es necesario conocer las dimensiones del tubing y del casing, asícomo las restricciones mínimas dentro del pozo
Recomendable en pozos de baja producción donde los costosasociados al taladro sobrepasan el limite económico
Control de Arena (Métodos Mecánicos) Cont.
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Rejillas Pre-empacadas
Se utiliza grava o arena revestida de resina, como parte de la propiarejilla.
Son diseñadas para su uso en aplicaciones de empaque con grava,como un mecanismo de mayor seguridad en el caso que falle elempaque.
Las aplicaciones de la rejilla pre-empacada incluyen cualquier
situación donde se espera encontrar dificultades en el empaque congrava (Zonas largas, pozos muy desviados, formaciones estratificadasheterogéneas y en pozos horinzontales largos).
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Rejillas Pre-empacadas
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Control de Arena (Métodos Químicos)Consiste en utilizar quimicos y resinas inyectadas en
formaciones poco consolidadas para restituir el material
cementante de la matriz.
METODOS:
CONSOLIDACION PLASTICA.
CONSOLIDACION CON ALTA ENERGIA DE RESINA.
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Control de Arena (Métodos Químicos) Cont.
CONSOLIDACION PLASTICA:
CONSIDERACIONES DE USO:
Buena cementacion primaria.
Densidad de cañoneo de 4tpp minimo.
Contar con sistemas limpios.
Realizar un preflujo de etapas multiples. (limpiar y abrir las perforaciones para
disolver o estabilizar las arcillas)
Se bombea la resina dentro de la formación para recubrir los granos y
endurecerlos, incrementando la fuerza cohesiva de la formación cercana al
hoyo. (forma artificialmente una arena consolidada).
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
CONSOLIDACION PLASTICA.
VENTAJAS:
Aumenta la resistencia de la formacion.
Permite que el pozo quede completamente abierto.
Es apropiada para aplicaciones a traves de tuberias (tubing).
Control de Arena (Métodos Químicos) Cont.
DESVENTAJAS:
Disminuye la permeabilidad de la formacion.
Dificultad para colocar los quimicos y la resina en la formacion.
No es eficientes en formaciones con cavernas.
Tienden a ser muy costosos.
No funcionan a largo plazo en grandes intervalos.
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Control de Arena (Métodos Químicos) Cont.
CONSOLIDACION CON ALTA ENERGIA DE RESINA
FRACTURACION DE GAS PROPULSOR.
CAÑONEO CON SOBREBALANCE.
FLUJO CON SOBREBALANCE.
Detiene la producción de arena al inyectar grava recubierta con resinas
precurada en una formación, hasta formar una rejilla dejando la grava
recubierta con resina en las perforaciones y en el hoyo.
SIGUIENTE
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Control de Arena (Métodos Químicos) Cont.
FRACTURAMIENTO CON GAS PROPULSOR
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Control de Arena (Métodos Químicos) Cont.
CAÑONEO CON SOBREBALANCE
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Control de Arena (Métodos Químicos) Cont.
FLUJO CON SOBREBALANCE
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
VENTAJAS
No requiere implemento de filtrado como rejilla.
La resina puede alcanzar una gran resistencia a los esfuerzos compresivoscon alta permeabilidad.
Puede emplearse en formaciones con cavernas o microfracturas.
DESVENTAJAS
No es recomendable para intervalos mayores de 20’.
Son sensibles a futuros tratamientos de acidificación.
Requiere taladro.
No es recomendable en pozos de inyección de vapor y con elevadastemperaturas de formación.
CONSOLIDACION CON ALTA ENERGIA DE RESINA
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Consideraciones adicionales:
Selección del tamaño de la grava:Se requiere:
Muestreo de la arena de la formación
Análisis del tamizado
Dimensionamiento y selección de la arena del empaquecon grava mediante los métodos: Coberly, Saucier, Schwartz,
etc.
Selección del tamaño de las ranuras (En base al tamañode la grava seleccionada)
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Selección del tamaño de la gravaAnálisis Granulométrico
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Selección del tamaño de la grava (Métodos)
Método de Coberly y Wagner:
Dgrava = 13 * Darena (10%).
Método de Saucier ( Rango de Grava):
Dgrava = 5* Darena (50%), y
Dgrava = 6* Darena (50%).
Método de Schwartz:
Dgrava = 6* Darena (50%).
NOTA: Este método considera la velocidad de fujo yuniformidad de la formación.
V= Tasa de producción (pie3/seg)
Area abierta de ranuras (pies2)
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
La base de la Selección del tamaño de la grava es el ANÁLISISGRANULOMÉTRICO. Es una rutina de laboratorio que suele realizarse con unamuestra de arena de formación (Tamaño mínimo: 15 cm3). Consiste en colocar lamuestra de formación sobre una serie de tamices, cuyos tamaños sonprogresivamente más pequeños. Puede realizarse:
En seco (Técnica más común).
En húmedo.
Procedimiento
1.- Lavar y secar la muestra.2.- Hacer pasar la muestra a través de los tamices ordenados de mayor a menor
tamaño de abertura, los cuales emplean vibración mecánica para ayudar a lamuestra a moverse a través de ellos.3.- Pesar la cantidad de arena retenida en cada tamiz y determinar el % Pesoacumulado de cada tamiz.4.- Graficar en papel Semilog % Peso acumulado vs. diámetro del tamiz.
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DEL TAMAÑO DE GRAVA
Se han publicado diversas técnicas que permiten seleccionar el tamaño de la gravapara controlar la producción de la arena de formación. Todas se basan en la RAZÓN
GRAVA-ARENA.
Razones grava-arenamuy altos
Para obtener máxima producción Razones grava-arena
más bajos
Impedir el movimiento de arena
hacia la luz del pozo
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
CALIDAD DEL EMPAQUE. ESPECIFICACIONES API
En líneas generales existen cuatro parámetros:Análisis granulométrico. En una grava de buena calidad no debehaber más del 2 % de granos más gruesos.Análisis mineralógico. Una grava de buena calidad debe tener un
contenido de cuarzo del 98 %, es decir, no debe generar más del 2 % definos, cuando se somete a fuerzas compresivas.Redondez y esfericidad. Una grava de buena calidad debe tener unmínimo de 0.6 de Krumbein. Una grava con un rango menor a éste valorpuede ser fácilmente erosionada, creando granos finos.Solubilidad en ácido. Una grava de buena calidad no debe disolver más
del 2 % de ella en una solución al 12 % de ácido clorhídrico y al 3 % defluorhídrico, después de una hora de exposición a temperatura ambiente.
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Carta de Krumbein
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
El percentil es el tamaño de partícula que se corresponde con undeterminado porcentaje acumulado.
La distribución granulométrica representa como se distribuyen losdiferentes tamaños de grano de la arena.
Distribución Granulométrica, Percentil
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
0,0010,010,11
PULGADAS
% E N P E S O A C U M
U L A D O
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Este criterio considera la fracción fina de arena de formación y
según esta propone diferentes alternativas para la
completación del pozo.
COEFICIENTE DE ORDEN
D95D10C
O
3. Criterio de Ordenamiento
Criterios de Selección de Tamaños de Grava
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Método de Saucier
El D50 de la grava debe ser 6 veces el d50 de la formación.
Toma el D50 como referencia para dimensionar la grava
Se escoge el D50 porconsiderar que es unvalor representativo y
fácil de obtener.
D50G = 6 D50F
Criterios de Selección de Tamaños de Grava
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Direccióndel Flujo
GRAVA ARENA
Núcleo Experimental
Método de Saucier
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
50
d50
D0-D100
Tabla de Gravas
comerciales
disponibles
d50
Luego de sus experimentos:
RANGO DE GRAVA
D0 = 5 d50
D100 = 6 d50
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Control de arena efectivo, pero crea restricciones a laentrada de fluidos debido a que se necesitan ranurasmuy pequeñas para retener la grava
Buen control de arena (sin restricciones)
Proveen control de arena, pero existirá bajapermeabilidad, el empaque es invadido por la arena.
No se tiene ningún control de arena
45050
d
D
6
50
504
d
D
1350
506
d
D
1350
50
d
D
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Criterios de Selección de Tamaños de Grava
COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD DE SCHWARTZ:
D90
D40C
U
LA VELOCIDAD DE ENTRADA ALEMPAQUE SE DETERMINA MEDIANTE:
Toma en cuenta la uniformidad en los tamaños de grano de la arenade formación, así como la velocidad de entrada del fluido a lagrava.
V Tasa de Produccion50% del Area de flujo
Método de SCHWARTZ
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Diseño del tamaño de la grava y ranuras del forro. Método de Schwartz1. Análisis Granulométrico de la arena y de la formación: Se pesa la
cantidad de arena retenida y se determina su porcentaje respectivo delpeso total (acumulado)
2. Se hace una tabla reportando: Tipo de malla, peso del material retenido,
porcentaje del peso retenido normal y acumulado, y la abertura de lamalla.
3. Graficar el diámetro de la malla (en pulgx10-2 en escala logarítmica, ejex) vs el porcentaje retenido acumulado (en escala milimetrada, eje y)
4. De dicho gráfico, se obtiene d10, d40, d70 y d90
5. Determinar el coeficiente de uniformidad C
90
40
d
d C
Criterios de Selección de Tamaños de Grava
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
d90d40d10
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Depende del valor de C vamos a tener tamaños críticos de la arena:a. Si C<3 y V<0.05 pie/seg, el tamaño crítico es igual al d10, el cual indica
que la arena es uniforme.b. Si C>5 o V>0.05 pie/seg, el tamaño crítico es igual al d40, el cual indica
que la arena es no uniforme.c. Si C>10 y V>0.1 pie/seg, el tamaño crítico es igual al d70, el cual indica
que la arena es completamente no uniforme.
Si se desconoce el tamaño de la ranura del forro, se supone un tamaño de 2pulgadas y se asume el ancho (iterar). Si el valor calculado es menor al20% de error, entonces se obtiene el ancho.
6. Tamaño crítico de la grava: Para dimensionar la grava, se multiplica por 6 el
tamaño crítico de la arena.
dca Dcg *6
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
7. Coeficiente de uniformidad de la grava: Se asume Cg=1,5. Al asumir unvalor de D40 se obtiene D90.
5,1
40
90
D D
8.Se traza una recta que pase por D40 y D90, y se traza una recta
paralela a ésta desde el valor de Dcg. Así se obtiene el rango de tamañode la grava
9. Con el rango de tamaño de la grava, entrar en la tabla con Dmax (0%) yDmin (100%) según la escala U.S. o Tyler. Se determinan los extremos.
10. Se determina el ancho de la ranura del forro por medio de:
100*
3
2 D 100
Ds
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Método de Coberly & Wagner
Dg 13 d10
Tamaño de la grava, no más de 13
veces el 10 percentil de la arena de
formación.
DgTabla de Gravas
comerciales disponibles
d10 10
d10
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Método de Gumperts
D 11 d10
Dg Tabla de Gravas
comerciales disponibles
d10 10
d10
Tamaño de la grava, no más
de 11 veces el 10 percentil
de la arena de formación.
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Método de Hill
Dg 8 d10
Dg Tabla de Gravas
comerciales disponibles
d1010
d10
Tamaño de la grava, no más de 8
veces el 10 percentil de la arena de
formación.
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Selección del Diámetro del Forro o Rejilla
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Selección del Ancho y Densidad de las Ranuras
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Selección de la Densidad de las Ranuras
Número de Ranuras/pie:
N = 12*p*D*C100*W*L
Donde:
N= Numero de ranuras requeridas /pie. ( Si N<32, redondee al mílutiplo más cercanode cuatro; si N>32, redondee al múiltiplo más cercano de 8).
p = Constante (3,1416).
D= Diámetro exterior del forro (pulg).
C= Área abierta requerida (3% y 6%).
W= Ancho de ranura (pulg).
L= Longitud de la ranura (pulg).
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Selección de la Longitud de la Ranura
La longitud de las ranuras individuales se calibra en el diámetro interior deltubo. La práctica usual aconseja tener ranuras de 1 ½ pulg. de longitud paraanchos de 0.030” y menos, ranuras de 2” de largo para anchos entre 0.030” hasta0.060” y ranuras de 2 ½” para anchos de 0.060” y más. La tolerancia para anchosde las ranuras suele ser de +- 0.003” para anchos de 0.040” y más, y +- 0.002”
para anchos menores que 0.040”
. Tipos de Ranuras
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Ejemplo típico de Rehabilitación (Side Track)
T 4 E l ió C l d A
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Condiciones Recomendación
D10/D95<10
D40/D90<3
SUB 325 MESH<2%
Los valores bajos del factor de ordenamiento y de finos, indican que es candidato acompletación con rejilla. Necesita permeabilidad de formación de por lo menos 1Darcy para completación con tubería revestida y perforada, y posible uso de rejillapreempacada.
D10/D95<10
D40/D90<5
SUB 325 MESH<5%
Intervalos medios a bajos, con finos justamente por encima del límite. Pueden sercompletados con rejilla de nueva tecnología, como por ejemplo rejillas tejidas.Necesita por lo menos 1 Darcy de permeabilidad para completación con hoyo
revestido y perforado.
D10/D95<20
D40/D90<5
SUB 325 MESH>5%
Los rangos medios pueden ser candidatos a gravas grandes (7x ó 8x 50%), colocadascon altas tasas de agua, particularmente si el tamaño de arena en la formación esconsistente
D10/D95<20
D40/D90<5
SUB 325 MESH>10%
Los valores medios de factores de ordenamiento con presencia de finos; se tratancon una combinación de gravas de tamaño considerable y rejillas que permitan elpaso de finos.
D10/D95>20
D40/D90>5
SUB 325 MESH>10%
Los valores más altos de las relaciones de valores D, particularmente combinadoscon grandes cantidades de finos son signos críticos, mostrando necesidad de“agrandar” el hoyo (mover la interfase formación-grava lejos del hoyo), a través defracturamiento, tecnología multilateral u horizontal, o grandes volúmenes depreempaque para minimizar daños a la permeabilidad en la interfase arena-gravadebidas al flujo.
Recomendaciones de acuerdo a las relaciones de ordenamiento y lacantidad de finos
T # 4 E l ió C l d A
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Determine el tamaño de la grava y las ranuras del forro requerido para unpozo con las siguientes características:
Análisis Granulométrico
A.S.T.M. Tamiz Nº Peso retenido, gr
4 0,99
10 2,49
16 2,6
20 2,7
30 4,57
40 19,05
50 19,63
60 34,15
80 9,02
100 4,39
120 0,15
140 0,11
170 0
200 0
230 0
325 0
Tasa de flujo: 1200 Bls/dia
Intervalo de producción: 200 pies
Tamaño del forro: 5 ½ pulgadas
Dimensión de las ranuras: 0,040¨x2¨x48 r/p
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Tema # 4. Exclusión y Control de ArenaCurva de Análisis Granulométrico
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,010,1110
Tamaño del tamiz, mm
P o r c e n t a j e r e t e n i d o a
c u m u l a d o ,
%
Serie1
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
OBJETIVO DE LAS ARENAS
DE EMPAQUELa arena del empaque con grava debe garantizar la
Productividad y la mayor vida util del pozo.
Grava de elevada calidad.
Especificaciones garanticen la alta
permeabilidad.
Norma API-RP-58.
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
CONTROL DE CALIDAD DE LAS GRAVAS
(API RP 58)
Solubilidad al Ácido Granulometría
Resistencia Mecánica Esfericidad y Redondez
Turbidez
CALIDAD DE GRAVA
Tema # 4 Exclusión y Control de Arena
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
A&M Solubilidad al ácido Granulometría
Resistencia Mecánica Esfericidad y Redondez
Turbidez
Norma API RP 58
PRUEBAS BASADAS EN LA
NORMA API RP 58
Tema # 4 Exclusión y Control de Arena
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Solubilidadácido Granulometría
ResistenciaMecánica
EsfericidadRedondez
Turbidez
Norma APIRP 58
96% del tamaño en el rango
<2% del tamaño menor
<2% del tamaño mayor
CONTROL DE CALIDAD DE LAS GRAVAS
(API RP 58)
Tema # 4 Exclusión y Control de Arena
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Solubilidadácido Granulometría
Resistencia
Mecánica
Esfericidad
Redondez
Turbidez
Norma APIRP 58
La esfericidad de los granos es unamedida de la forma de los granos quemas se asemejen a una esfera.
Una grava de menor esfericidad puede
romperse al bombearse y crearanempaques ineficientes.
Idealmente la grava utilizada para elempaque debe tener una esfericidadmayor o igual a 0,75.
CONTROL DE CALIDAD DE LAS GRAVAS
(API RP 58)
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Solubilidadácido Granulometría
Resistencia
Mecánica
Esfericidad
Redondez
Turbidez
Norma APIRP 58
La redondez de la grava es la medidade la uniformidad y la curvatura de lasuperficie de la grava . Un grano consuperficies curvas uniformes tiene un
grado alto de redondez.
Mientras mas angular sea la grava hay
mayor cantidad de bordes y puntas quese pueden romper , creando finos porlo cual resulta en un empaqueineficiente.
Una grava con redondez de 0.6 omayor es la ideal para losempaques.
CONTROL DE CALIDAD DE LAS GRAVAS
(API RP 58)
Tema # 4 Exclusión y Control de Arena
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Solubilidadácido Granulometría
Resistencia
Mecánica
Esfericidad
Redondez
Turbidez
Norma APIRP 58
La solubilidad de la grava en ácidosdeberá ser determinada antes de su usopara conocer el efecto que tendría untratamiento acido.
Causara perdida de material , menorvolumen del empaque lo que crearaproblemas en el pozo.
Si existe mas del 1% de solubilidadde la grava de empaque en acidoHCL-HF al 12% - 3% debera serrechazada.
CONTROL DE CALIDAD DE LAS GRAVAS
(API RP 58)
Tema # 4 Exclusión y Control de Arena
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Solubilidadácido Granulometría
Resistencia
Mecánica
Esfericidad
Redondez
Turbidez
Norma APIRP 58
Indica el grado de pureza de la grava
entre mas cantidad de limos y arcillastiene la muestra, mayor es la turbidez.
Se mide en NTU y la grava deberá tenermenos o igual a 250 NTU. La cantidad deimpurezas puede influir en la solubilidad
de la grava en agua o en vapor.
CONTROL DE CALIDAD DE LAS GRAVAS
(API RP 58)
Tema # 4 Exclusión y Control de Arena
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Solubilidadácido Granulometría
Resistencia
Mecánica
Esfericidad
Redondez
Turbidez
Norma APIRP 58
Esta especificación indica lacantidad de finos que genera
una determinada grava cuandose somete a un esfuerzo deconfinamiento.
De acuerdo a la calidad de la gravaexisten rangos de finos aceptados
en función del esfuerzo aplicado.
CONTROL DE CALIDAD DE LAS GRAVAS
(API RP 58)
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
GRAVAS PARA CONTROL DE ARENA DEFORMACION
ARENA NATURAL
20/40
Tema # 4 Exclusión y Control de Arena
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
CARACTERÍSTICAS DE LAS GRAVAS SINTÉTICAS
Material apuntalante cerámico.
Densidad de volumen y la gravedad específica similar a arena.
Proporciona alta conductividad de fractura.
Presenta alta permeabilidad en los diferentes tamaños.
Excede las especificaciones de normas API para esfuerzos de
compresión.
Empaques de pozos profundos.
Fracturamiento de pozos.
Pozos sometidos a inyección de vapor.
RECOMENDACIONES DE USO
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Redondez 0.9Esfericidad 0.9
Densidad lb/ft3(g/cc) 97 (1.57)
Gravedad Especifica 2.71
Volumen absoluto gal/lb 0.044
Solubilidad en ácido 12/3 HCl/HF
(% perdida de peso)1.7
Al2O3 51
SiO2 45
TiO2 2
Fe2O3 1
Otros 1
PROPIEDADES TÍPICAS DE LA GRAVA
COMPOSICIÓN QUÍMICA(% EN PESO)
PRUEBA DE COMPRESIÓN 12/18 16/20 20/40
@ 7500 psi 17.9 14.0 5.2% peso de finos generados
@ 10000 psi N/R 19.3 8.3
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Al 2 O 3 74.3
SiO 2 12.1
TiO 2 1.32
Fe 2 O 3 10.8
Otros 1.48
@ 8000 psi % peso de finos generados
@ 10000 psi
16/30 20/40
12.0 4.2
-- 7.9
Redondez 0.9 Esfericidad 0.9
Densidad g / cc 1.92
Gravedad Especifica 3.22
Solubilidad en ácido 12/3 HCl/ HF (% perdida de peso)
3.7
PROPIEDADES TÍPICAS DE LA GRAVA
COMPOSICIÓN QUÍMICA(% EN PESO)
PRUEBA DE COMPRESIÓN
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
TEMPERATURA TIEMPO DE INYECCIÓN PH PÉRDIDA PESO° F HR INYECCIÓN %
BAUXITA SINTÉTICA560 A 600 72 7 0,720/40 9 1,3
11 3,5
ALTA ALÚMINA 560 A 600 72 7 2,320/40 9 2,4
11 3,7
ARENA OTAWA 540 A 580 192 7 31,9500 A 540 72 9 38,5500 A 540 72 11 46,1
ARENA NACIONAL530 A 570 72 11 56
SPE 11793
Las gravas sintéticas presentan gran resistencia a los cambios de phdurante los procesos de inyección de vapor.
Por lo cual presentan menor degradación durante estos procesos.
CRITERIOS PARA USO DE GRAVAS SINTÉTICAS
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
PRESIONES DE CIERRELa gravas utilizadas se encuentran sometidas a esfuerzos decompresión durante los procesos de fractura o/y empaques.
Dependiendo de la presión y del tipo de trabajo a realizar debe
escogerse el tipo de grava:
Empaques con grava con presiones hasta 2000 lppc. Usar grava
nacional.
Empaques con grava con presiones hasta 4000 lppc. Usar grava
importada.
Pozos para fracturamiento con presiones de cierre mayores a
los 4000 psi. Usar gravas sintéticas.
CRITERIOS PARA USO DE GRAVAS SINTÉTICAS
Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
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Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
ESFUERZOS DE CONFINAMIENTO
1,6
4,0 4,0
11,6
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
F I N O S G E N E R A D O S
( % )
WONEWOC JORDAN OTTAWA TEXAS
PRUEBAS A 4000 LPPC
ARENAS IMPORTADAS GRAVA OTTAWA 20/40
4,00 4,90
21,80 25,90
32,90 40,40
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
PRESIÓN DE CIERRE
% D E
F I N O S G E N E R A D O S
2,5
7,9
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,08,0
F I N O S G E N E R A D O S ( % )
7500 10000
ARENAS SINTÉTICAS
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y
12000 MD-FT
20000 MD-FT
6000 MD-FT
CONDUCTIVIDAD DE LA FRACTURA.
PRESIÓN DE CIERRE (PSI)
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