1

BALEO

O

PERFORACION LATERAL

Ing. Hugo Melgar Lazo

2

PUNZADO

• Una vez elegida la potencialidad hidrocarburíferas de las capas, las mismas son punzadas

• La operación de punzado consiste en bajar un cañón a través del pozo, ponerlo en profundidad y disparar sus cargas explosivas frente a la capa potencialmente productiva

• De esta forma se comunican los fluidos, contenidos en la capa, con el pozo

3

PUNZADO

• Las propiedades de las rocas, tales como:

compactación, permeabilidad, porosidad y las

características de los fluidos, inciden en la

penetración y daño de la formación punzada

• Un potencial impacto en la producción de la

capa, viene dado por el tipo de arcillas presentes

en la capa

• Existen programas para modelar y analizar los

distintos tipos de punzados

4

PUNZADO • El análisis para la elección del tipo de cañón y

cargas en la mayoría de los casos, están basadas en la experiencia

• La densidad de tiro, fases, el patrón de disparo, penetración y desechos son algunos de los elementos a tener en cuenta para la selección del tipo de cañón y cargas a utilizar en la operación de punzado

• No son frecuentes la realización de ensayos en condiciones reales del reservorio para determinar la performance de las cargas

5

PUNZADO

• En general no existen demasiados datos para medir el impacto que produce la performance de las cargas en la productividad del pozo

• Y en ese sentido se concluye en asumir que la más alta penetración y/o el tamaño del agujero de entrada, implica una mayor productividad

• La performance de las distintas cargas se encuentran registradas en la publicación API RP 43 y en la emitida mas recientemente API RP 19

6

PERFORACION CON CABLE

7

PERFORACION CON

TUBERIA

(Tubing Comveyed)

8

9

10

11

12

13

DESCARTABLES

14

CAÑONES DE CAPSULA

15

16

DESCARTABLES EN CASING

17

18

19

PUNZADO CON CABLE

20

TUBING CONVEYED PERFORATING (TCP)

21

TCP

22

TCP -S&P Y PERMANENTE-

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

ENSAYOS DE CARGAS

33

ENSAYO DE LABORATORIO

Basado en la API RP 19B Sección IV

34

CARGA MOLDEADA

35

36

37

SIMULACIÓN DEL PROCESO

38

VELOCIDADES Y PRESIONES

39

CARGA

MOLDEADA

(PARÁMETROS)

40

ELEMENTOS A TENER EN CUENTA

41

FASES

42

PERFORMANCE EN FUNCIÓN DE LA

POSICIÓN

43

RELACIÓN

DIAMETROS

44

Una onda explosiva corre a lo largo de la

cuerda de disparo, activa el detonador y

hace detonar el explosivo principal. Una

detonación avanza en forma esférica,

alcanzando presiones de 7,5*106 lpc [50

Gpa] antes de alcanzar el vértice del

liner.

El casco de la carga se expande, el liner

colapsa y forma un chorro de alta

velocidad de partículas de metal

fluidizado que es impulsado a lo largo

del eje de la carga (derecha).

45

46

47

48

49

50

51

52

53

ESQUEMA DEL PUNZADO

54

55

56

57

58

59

METODOS

• Presión positiva (overbalance)

• Presión negativa (underbalance)

60

61

Daño provocado por los disparos. Alrededor de los túneles de los disparos se

crea una zona de permeabilidad reducida debido al chorro de las cargas huecas.

Las presiones de la onda de vibración pulverizan la roca adyacente, fracturan los

granos de la matriz, quiebran la cementación intergranular y despegan las

partículas de arcilla. La fragmentación de la formación alrededor de los disparos

daña la permeabilidad en sitio, en especial al reducir el tamaño de la garganta del

poro. Las fotomicrografías muestran la roca no dañada (figura superior)

comparada con la microfracturación que se observa en una zona triturada de un

disparo (figura inferior)

62

Disparo en desbalance. En un disparo con sobrepresión o condiciones de presión

balanceada sin limpieza y antes del flujo, el túnel está taponado por los

fragmentos de roca y los detritos (arriba). El flujo de producción puede remover

algunos residuos, pero buena parte de la zona triturada de baja permeabilidad se

mantiene. La oleada inicial generada por un desbalance adecuado durante el

disparo permite barrer los detritos y erosionar la zona triturada (abajo).

63

64

PUNZADOS EN GRAVEL PACK

65

EMPAQUE POR GRAVA

66

PUNZADO PARA FRACTURAS

67

SISTEMAS DE PUNZADO

68

69

4.0

Applied

Calculations for

Tubing Conveyed

Perforating

October 2005

70

Contents

• Introduction

• The Basic Formula

• Displacing Tubing to Lighter

Fluid

• Underbalance Using a

Lighter Fluid

• Underbalance Using Dry

Pipe

• Calculations for Model „B‟

Firing Head

• Underbalance Using Two

Fluid Weights

• Selecting Rupture Disc for

Firing Heads

71

Introduction

• Many of the calculations used while

Perforating help determine the

pressures required for Underbalanced

perforating.

• Most equations are derivatives of the

basic hydrostatic pressure

calculation….

Pressure = Depth X .052 X fluid weight

(in lb/gal)

• Re-arranging the formula, we can

solve for various solutions.

72

The Basic Formula

Pressure = Depth .052 Fluid weight

Depth =Hydrostatic Pressure

.052 Fluid weight

Fluid Weight =Hydrostatic pressure

.052 Depth

Notes:

• Depth is measured in feet

• Fluid weight is measured in pounds per

gallon

• Pressure is measured in pounds/in2

(psi)

• Always use True Vertical Depth (TVD) !!!

73

Where Does “.052” Come from?

• The factor used in the basic hydrostatic

formula is derived as follows:

.. . ( )

0521

1

42

1

1

5615

1

12

12

13

3

3 lb

gal

gal

bbl

bbl

ft

ft

in

in

ft

Whew! Makes the metric system look

pretty attractive!

74

Displacing Tubing to a Lighter

Fluid • Ported Sub at

12,000 ft TVD

• Brine in hole is

12.0 lb/ gal

• Want to displace

tubing to 9.3 lb/

gal

How much applied

pressure is

required to

circulate the

lightweight fluid to

the Ported Sub?

Top Shot

Packer

(unset)

Ported Disc

Ass'y

Light Brine

Heavier Brine

75

Displacing to a Lighter Fluid

Solution:

• Determine the hydrostatic

pressure existing at the Ported

Sub (“outside”)

• Determine the hydrostatic

pressure the tubing will have after

displacing the fluid

• Subtract the two, this will be the

required pump pressure

76

Displacing to a Lighter Fluid

Hydrostatic at the Ported Sub = TVD .052 fluid weight

=

Hydrostatic in Tbg. after Displacing = TVD .052 fluid weight

=

Required Pump Pressure

12 000 052 12

7 488

12 000 052 9 3

5 803

7 488 5 803

1685

, . /

,

, . . /

,

, ,

ft lb gal

psi

ft lb gal

psi

psi psi

psi

77

Underbalance Using a Lighter

Fluid

• Formation

Pressure (FP) is

6,565 psi

• Top Shot at 11,500

ft TVD

• Fluid in hole is

11.3 lb/ gal brine

• Desired

Underbalance is

500 psi

What weight fluid is

needed in the

tubing to achieve

desired

underbalance?

Top Shot

Packer

Ported Disc

Ass'y

78

Light Fluid Solution

Solution:

Determine the necessary hydrostatic

pressure in the tubing to achieve

desired underbalance.

Then solve for weight of fluid

required to achieve this pressure.

79

Light Fluid Solution

Fluid WeightTubing pressure necessary

depth

Fluid Weight FP UB

Fluid Weight

Fluid Weight

Check:

FP Tbg pressure

.

,

. ,

,

. /

. / . , ,

, ,

052

6 565 500

052 11500

6 065

598

1014

1014 052 11500 6 064

6 565 6 064 501

psi psi

ft

psi

lb gal

lb gal ft psi

psi psi psi

80

Underbalance Using Dry Pipe

• FP is 10,100 psi

• Top Shot at

16,500 ft TVD

• Fluid is 12.0

lb/gal brine

• Desired

Underbalance is

1,500 psi

How deep do we

place the disc to

achieve desired

underbalance?

Top Shot

Air Column

Height

Fluid

Column

Height

Underbalance

Disc w/o

ports

Packer

Ported Disc

Ass'y

81

Dry Pipe Solution

Solution:

Solve for the fluid height

necessary to achieve desired

underbalance, then subtract

from TVD to obtain length of dry

pipe needed.

82

Dry Pipe Solution

Fluid HeightTubing pressure desired

fluid density

Fluid Height FP UB

Fluid Height

Fluid Height

Length of Dry Pipe TVD Fluid Column

Length of Dry Pipe

Length of Dry Pipe

.

,

.

,

.

,

, ,

,

052

10 100 1500

052 12

8 600

0 624

13 782

16 500 13 782

2 718

psi psi

ppg

psi

ft

ft ft

ft

83

Model „B‟ Firing Head w/ P-2 Valve

• FP is 6,250 psi

• Top Shot at 9,600 ft TVD

• Open perfs at 9600 ft TVD

• Fluid in hole is 13.0 lb/ gal brine

• Desired Underbalance is 1,000 psi

• Hookup includes a Model ‘PT’ Crossover Kit w/ P-2 Valve @ 9,550 ft TVD

• 2,000 psi Collet in the Firing Head

• Desire the guns to fire immediately when valve opens

How much dry pipe to we need in the tubing to achieve underbalance?

How much pressure do we apply at surface to open the P-2?

How much more pressure will we need to fire the Model B?

Top Shot

Air Column

Height

Fluid Column

Height P-2 Valve is

Closed

'B'

Un-set Packer with

Crossover Kit

P-2 Valve is

Open

Top Shot

Air Column

Height

Fluid Column

Height

Packer is Set

P-2 Valve is

Closed

'B'

Air Column

Height

Fluid Column

Height

'B'

Open Perfs

84

Sequential

Top Shot

Air Column

Height

Fluid Column

Height P-2 Valve is

Closed

'B'

Un-set Packer with

Crossover Kit

P-2 Valve is

Open

Top Shot

Air Column

Height

Fluid Column

Height

Packer is Set

P-2 Valve is

Closed

'B'

Air Column

Height

Fluid Column

Height

'B'

Open Perfs

Run-In

Hole

Packer is

Set

Valve is

Open