tratamiento pozos
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Limpieza, desarrollo y estimulacin de pozos de produccin de agua
Objetivos Lograr de la captacin el mximo rendimiento posible, es decir, la mayor capacidad especfica (Q/s) Desarrollo preliminar y primario en la etapa constructiva y de acabado Desarrollo secundario durante la etapa productiva del pozo
Finalidades segn el medio acuferoMEDIO NO CONSOLIDADO O POCO CONSOLIDADOEliminar restos de lodo y detritus de la perforacin Destaponar los tramos productores Eliminar finos en un entorno suficientemente grande alrededor de la rejilla creando un prefiltro natural Estabilizar naturalmente las formaciones granulares
MEDIO CONSOLIDADO
Ensanchar y limpiar las fisuras productivas Crear artificialmente nuevas fisuras productivas
DESARROLLO SECUNDARIO
Regeneracin de pozos con rejilla incrustada u obturada
Desarrollo o limpieza preliminarAplicacin preferente en pozos construidos a rotacin o percusin con lodos y en los que adems se instala prefiltro
Limpieza preliminar(todo tipo de pozos)
Valvuleo cuchara normal o especial (de pistn) Inyeccin de agua (Circulacin directa o inversa) Bombeo con aire comprimido Chorro horizontal de agua a alta velocidad (jetting tool) Inyeccin de agua a presin mediante varillaje y obturador a profundidad variable en la rejilla (single flonged swab shawing) Inyecciones de agua a presin concentrada en un tramo de rejilla delimitado con dos obturadores, sin bypass (double flanged swab without bypass) o con bypass (double flanged swab with bypass) Pistoneo sin vlvula Pistoneo con vlvula de limpieza (line swabbing) Doble pistn (uno fijo y otro mvil) y bombeo simultneo con aire comprimido Pistoneo y bombeo simultneo con aire comprimido (air piston plunge) Pistoneo y bombeo por aspiracin simultneo
Lavado a contracorriente(pozos con prefiltro)
Pistoneo
(todo tipo de pozos)
Limpieza hidrulica combinada con tratamiento qumico(todo tipo de pozos)
Sistemas de lavado a contracorriente o pistoneo con la inyeccin alterna de soluciones dispersantes de arcillas (polifosfatos, cidos, bactericidas,..)
Desarrollo primario en medios no consolidados o poco consolidadosMtodos unidireccionales. AcuferoAutodesarrollo (Bombeo en recuperacin) Bombeo intermitente Sobrebombeo (overpumping) CO2 slido (hielo seco) Bombeo con aire comprimido (air lift)
pozo
Mtodos bidireccionales Dispersos - Descargas de aire comprimido y bombeo alternativoMtodos a pozo abierto Mtodos a pozo cerrado
Bombeo air lift Bombeo con air lift alternado con presurizacin de la cmara de aireacin Bombeo convencional - Pistoneo, especialmente fuera de rejilla y sin doble pistn
Concentrados - Descargas de aire comprimido y bombeo alternativo
Mtodos a pozo abierto con doble obturador Sobrepresin a travs de la tubera del aire Sobrepresin a travs de la tubera del agua Mtodos a pozo cerrado Dispositivos especiales al mtodo espaol
- Pistoneo, especialmente en rejilla y con doble pistn - Chorro horizontal de agua Chorro de alta velocidad (jetting tool) Idem con bombeo simultneo Con bomba convencional Con air lift (con obturador o con doble obturador)
Pistoneo Se trata de provocar un flujo de doble entrada de agua que limpie la formacin en el entorno de la captacin. Se utiliza en acuferos de materiales sueltos y para acondicionar sin filtro de gravas favoreciendo su asentamiento. Se comienza con un movimiento suave que se incrementa cuando no se produce descenso de grava y el agua comienza a aclararse.
Agentes dispersantes . El objetivo que se pretende es eliminar de la formacin acufera los elementos arcillosos de la misma. Provocan adems una disociacin de los xidos de Fe y Mn. Es especialmente interesante en lodo. Los ms utilizados son los polifosfatos, y dentro de estos el Hexametafosfato sdico y el Tripolifosfato sdico. Su modo de empleo es el siguiente: Se prepara una disolucin al 2% del producto y se introduce en el sondeo. A las 24 horas se realiza una limpieza de la captacin la eliminacin del "Cake" en sondeos perforados con
Nieve carbnica Es un sistema barato, aunque no muy usual; se basa en el efecto de sublimacin del hielo seco (C02), por paso de slido a gas. Al contacto con el agua a una cierta profundidad (41 metros ptima), el hielo seco provoca una reaccin muy enrgica, generndose un gran volumen de gas, que da lugar a un efecto de succin en el sondeo. Normalmente se introduce 1 Kg. por m3 de agua.
Aire comprimido Se aplica con mayor frecuencia a materiales no consolidados. Se necesita un compresor, con una presin mnima de 73 Kg/m as como una tubera de descarga. La forma ms comn es la denominada 'a pozo abierto" en la que primero se inyecta aire por debajo de la tubera auxiliar (a la formacin) y despus se pasa a inyectar dentro de la tubera, con lo que se produce un efecto de succin.
Esquemas para bombeo con aire comprimidoAire Altura columna de agua emulsionada Aire + agua Aire Aire + agua
Nivel esttico
H p = h p=h
Nivel dinmico Sumergencia h h = h = peso especfico agua = peso especfico emulsin
Si h > H + h, fluye la emulsin aire + agua por la tubera de descarga
Tubo del aire exterior
Tubo del aire interior
Sistemas de desarrollo de pozos con bombeo air-lift. Mtodos bidireccionalesVlvula Vlvula de descompresin Vlvula 3 vas
Aire Agua + aireDescargas por encima del NE
Agua + aire
Aire
Tubo del agua Tubo del aire Tubo del aire
Tubo del agua
Difusor Rejilla
Mtodo del pozo abierto
Mtodo del pozo cerrado
Desarrollo preliminarLodo + arena + aguaTubera fija de alimentacin de prefiltro Tubos roscados superiores para poder desplazar el dispositivo a lo largo de la rejilla
Agua + dispersantes de arcillas (polifosfatos)
Aire
Objetivos Eliminar o desagregar el lodo y el cake Limpiar el prefiltro Destaponar formaciones productoras Tubo del aire Tubo del agua
Dispositivo Air - lift
Pistn Emulsor Aire-fluido
Inyeccin de agua y dispersantes con circulacin directa con ayuda de pistn y bombeo air-lift single flanged swab shawing con air-lift En pozos construidos con el uso de lodos de perforacin y con instalacin de prefiltro
Desarrollo en medios no consolidadosMtodos unidireccionalesAcufero Pozo
Mtodos bidireccionalesAcufero Pozo
Se forman puentes. El material de granulometra gruesa bloquea la eliminacin de los finos
La inversin peridica del sentido del flujo esponja el material granular, destruyendo puentes y favoreciendo la posterior eliminacin de finos hacia el pozo
La limpieza de un filtro siempre se realiza mejor por las dos caras
Desarrollo y estimulacin de pozos en medios consolidados Objetivos Aumentar la seccin de entrada creando nuevas fisuras o ensanchando las ya existentes Lograr mejores capacidades especficas En acuferos costeros con drenaje al mar, reduccin de descensos como lucha contra la salinizacin Regenerar pozos que se han incrustado A) HIDRULICOS Bombeo escalonado, intermitente Sobrebombeo Bombeo air lift CO2 slido B) MECNICO HIDRULICOS Pistoneo Fracturacin hidrulica Fracturacin con explosivos (en pozo cerrado o en pozo B) QUIMICOS. En rocas atacables por los cidos Calizas y dolomas HCl Areniscas silceas NH2HSO3 C) MIXTOS Combinacin de los anteriores
abierto)
Procedimientos mecnicos Fracturacin hidrulica Explosivos
Objetivos Crear nuevas fisuras radialmente al pozo Conectar el pozo con fisuras productoras
Fracturacin mecnica con explosivosObjetivos Aumentar el dimetro fsico del pozo Crear nuevas fracturas radialmente Aumentar el radio efectivo del pozo
Factores a tener en cuenta Aplicabilidad y garantas de xito del mtodo Tipo de explosivo a utilizar Situacin adecuada de las cargas Kgs. de explosivo a utilizar Medidas de seguridad tanto en la colocacin como en la voladura Limpieza del relleno producido despus de la explosin Bombeo de limpieza
Algunos datosVolumen de la zona fracturada = 2000 a 6000 veces el volumen del petardo Ejemplo: 75 kg de goma pura, de densidad 1,5 Volumen petardo = 75 / 1,5 = 50 l. Volumen zona fracturada = 100 300 m3 Radio de la zona fracturada = 2,8 4,1 m Radio de fracturacin posible = 1,5 R
Desarrollo o estimulacin con cidoAspectos hidrolgicos Decisin de la conveniencia o no de desarrollar el pozo, en funcin de: - rendimiento del pozo - valoracin de las prdidas de carga Aspectos tcnicos Naturaleza qumica de la roca y tipo de permeabilidad que presenta la formacin acufera Tramos contribuyentes Capacidad especfica Acabado del pozo Aspectos econmicos Hasta 300 metros, una acidificacin representa un costo del 10 al 20% del precio del pozo No se trata tan slo de desarrollar pozos de muy baja capacidad especfica (los ms difciles) sino tambin pozos de capacidad media y alta
-
Aditivos Inhibidor de corrosin Proteger rejilla, entubacin y maquinaria utilizada Fosfatos, polifosfatos, tiofenoles, poliaminas Dosis: 0.6% del HCl Retardador del ataque Retraso de la reaccin para permitir la mxima penetracin del cido CaCl2 Dosis: 0.1% del HCl Antiespumante Evitar la formacin de espumas en la mezcla de los restantes aditivos y en el interior del pozo cuando se desprende CO2 Alcohol amlico Dosis: 0-02% del HCl Estabilizador Complejar las sales de hierro procedentes de la disolucin cida, evitando su precipitacin en medios ya cercanos a la neutralziacin Acido ctrico Dosis: 1% del HCl
Acidificacin por vertido gravitacionalAgua cido Brida AguaPiezmetro
cido TapaTubera de seguridad
Cemento Nm Cemento Nm
Ni
Ni
Pozo abiertoEn acuferos libres con nivel profundo
Pozo cerradoEn acuferos libres o confinados
Acidificacin mediante inyeccin con bombaTubera de seguridad
cido o agua
cido
Agua
Tubera de seguridad
Agua
Cemento
Ni
Ni
Obturadores
Inyeccin con bomba y moderada presin en cabeza Sin obturadores En acuferos libres y confinados
Inyeccin con bomba y moderada presin en cabeza Con obturadores En acuferos confinados
Reacciones de la acidificacinAccin del cido clorhdrico
2HCl + CaCO3 CaCl2 + H2O + CO21 m3 de HCl al 15% disuelve 221 kg de CaCO3, dando lugar a 245 kg de CaCl2, 40 l de H20 y 49.5 m3 de CO2.
4 HCl + Mg,Ca (CO3)2 CaCl2 + MgCl2 + 2H2O + 2CO21 m3 de HCl al 15% disuelve 203 kg de Mg,Ca (CO3)2, dando lugar a 122 kg de CaCl2, 105 kg de MgCl2, 37.7 l de H20 y 50 m3 de CO2. Accin del cido sulfmico
2 NH2SO3 + CaCO3 + H2O
Ca(NH2SO3) + CO2 + 2H2O
INSTALACION DE LA TUBERIA DE INYECCION DE ACIDO
INYECCION DE ACIDO
DESPLAZAMIENTO DEL ACIDO POR DESCARGA DE AGUA
DETALLE DE LA POSICION DE LAS VALVULAS