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Ensayo: Estimulaciones de PozoEntre los ms importantes
desarrollos tecnolgicos con que cuenta la Ingeniera Petrolera estn
los mtodos de estimacin de pozos. Tal es la importancia de la
estimulacin de pozos que se puede asegurar que no existe pozo en el
mundo en el que no se haya aplicado uno o ms de estos
procedimientos; an ms, muchos pozos existen como productores
comerciales debido precisamente a la estimulacin de su
productividad.
Estimulacin de Pozos
Una estimulacin de un pozo se define como el proceso mediante el
cual se restituye o se crea un sistema extensivo de canales en la
roca productora de un yacimiento que sirven para facilitar el flujo
de fluidos de la formacin del pozo, o de ste a la formacin.
Los objetivos de la estimacin son: para pozos productores,
incrementar la produccin de hidrocarburos; para pozos inyectores,
aumentar la inyeccin de fluidos como agua, gas o vapor, y para
procesos de recuperacin secundaria y mejora, optimizar los patrones
de flujo.
A travs de la estimulacin de pozos ha sido posible la produccin
de aceite y gas e inclusive, incrementar las reservas
recuperables.
La estimacin ha llegado a ser una prctica estndar, y se puede
asegurar que actualmente no existe pozo productor o inyector que no
haya sido estimulado cuando menos una vez, pudindose considerar que
la mayora de los pozos perforados en este siglo han sido
estimulados. Aun ms, considerable porcentaje de reservas de
Hidrocarburos, ha sido producirlas econmicamente a travs de una
estimulacin.
La estimulacin se ha aplicado a todo tipo de formaciones y
profundidades de los pozos petroleros y se ha extendido a pozos de
agua, de vapor, de desecho, etctera.
Algunas justificaciones suelen ser:-Mantenimiento-Favorecen
recuperacion de reservas-Mejoran procesos de inyeccin-Sistema
mecnico ineficiente-Obstruccin-Baja permeabilidad-Baja
porosidad-Baja presion del yacimiento
Metodologa para seleccin de candidatos a estimulacin de
pozos:
El tratamiento de un pozo es un proceso lgico que requiere un
nmero de fases previas antes de alcanzar los resultados deseados.
Este proceso se inicia con la evaluacin de tecnologas y/o ingeniera
de estimulacin en el campo, para disear el mejor opcin a la hora de
incrementar la productividad de un pozo con alto skin.
Fase 1. Seleccin de Candidatos e identificacin del dao:
Seleccin del candidato. La produccin de un pozo declina por
mltiples razones. Esta declinacin puede ser causada de manera
natural por las caractersticas propias de los fluidos del
yacimiento o propiedades de la matriz de la roca (finos, materiales
orgnicos, etc.), por dao a la vecindad del pozo durante la
perforacin y/o completacin del pozo, o simplemente, por
dificultades mecnicas en todos los procesos de completacin. La
produccin por flujo natural puede ser tambin baja debido a que no
se ubic las coordenadas de fondo de un pozo donde las propiedades
del yacimiento son favorables, por ejemplo una arena de baja
permeabilidad. Todos estos problemas resultan en una cada de presin
adicional, afectando as, el trmino skin.El factor skin es
adimensional, un concepto matemtico para la descripcin de flujo de
fluidos del un yacimiento inalterado hacia la vecindad del pozo.
Este representa la cada de presin adicional causado por una
resistencia de flujo del yacimiento hacia la cara de la arena
completada. Este valor es una combinacin de efectos de muchos
parmetros, incluyendo el dao de formacin. Para una apropiada
interpretacin del skin y luego determinar un apropiado plan accin
para su remediacin, los ingenieros de reservorio deben analizar
cada uno de los factores que contribuyen al skin. Este anlisis
puede resultar en oportunidades adicionales en el mejoramiento de
la productividad, como si fuera una re-perforacin. La clave para la
seleccin de candidatos ser entonces, el anlisis de varios
skins.
Identificacin del Dao
PROPSITO: Clarificar el efecto del dao en pozos.
El dao puede estudiarse mediante el anlisis de transigentes de
presin. Las principales y ms comunes causas de la existencia de un
dao de formacin, y las respectivas consideraciones para Minimizarlo
es:
Perforacin: Es el principal motivo de dao en la formacin, tiene
que ver con la infiltracin del lodo de perforacin, de slidos del
cutting y el revoque. Para minimizarlo es conveniente atravesar las
formaciones productivas en el menor tiempo posible, para evitar el
prolongado contacto del lodo con la formacin; que el lodo contenga
la menor cantidad de slidos posibles, tanto agregados como del y
que los fluidos de perforacin no interaccionen ni qumica ni
fsicamente con la roca reservorio.Entubacin: Es muy comn, sobre
todo en la zona de la cuenca austral de Argentina, que existan
capas productivas muy por encima de la profundidad final del pozo,
para que estas capas productivas no sean daadas, es conveniente que
una vez atravesadas las mismas, el pozo se entube antes de seguir
perforando hasta la mencionada profundidad final. Cuando la
distancia entre las capaz productivas superiores e inferiores es
muy prolongada, normalmente el pozo se termina colgando un liner
desde el piso de los niveles productivos superiores hasta el fondo
del pozo, para abaratar los costos de terminacin.Cementacin: La
buena cementacin de los niveles productivos es ms que importante a
la hora de poner en produccin un pozo. En primer lugar el cemento
no debe infiltrarse en la formacin, adems, el revoque debe haber
sido totalmente removido antes de iniciar la cementacin, es decir,
es necesario asegurar un buen lavado para lograr una buena
adherencia entre el cemento y la caera del casing, y entre el
cemento y la formacin, de modo que el nivel productivo quede
absolutamente aislado antes de punzar.Punzado: La cpsula del
proyectil que se dispara para hacer los punzados debe ser de buena
calidad y construccin, de lo contrario, quedara un tapn provocado
por el mismo proyectil (ver captulo de terminacin de pozos) que
obstruira el sistema poroso.
PSEUDODAO vs. DAO DE FORMACINCuando se conoce el skin total del
pozo, es posible trazar una curva IPR, mediante esta curva, es
posible demostrar el beneficio de disminuir el factor de dao
(S).Atribuir todo el skin a un dao dentro de la formacin es un
error muy comn, hay otras contribuciones no relacionadas al dao,
llamadas pseudoskins y deben ser extradas del dao total para poder
estimar el verdadero dao de la formacin.
PSEUDOSKIN Y CONFIGURACIN DEL POZOLos pseudoskins remanentes
despus de la terminacin pueden ser atribuidos directamente el pozo.
No todos estos tienen que ver con el dao verdadero, pueden tener
origen mecnico o fsico.
PSEUDOSKINS Y CONDICIONES DE PRODUCCINLas condiciones dadas por
el caudal y el ngulo de inclinacin pueden inducir a cadas de presin
adicionales o pseudoskins. Si se pone al pozo a producir a elevado
caudal, puede originarse flujo turbulento en la formacin, al igual
que durante la perforacin El correspondiente pseudoskin positivo es
proporcional al caudal de flujo por encima de un mnimo dado, debajo
de este valor crtico, tal pseudoskin no existe, puesto que no hay
desgaste mecnico en el sandface producido por la rata de flujo. La
inevitable variacin del dimetro del pozo durante la perforacin,
puede modificar progresivamente el flujo de laminar a turbulento y
crear un pseudoskin que se suma al dao real de la formacin.
DAO DE FORMACIN VERDADEROVarios tipos de dao pueden ser
identificados en distintos lugares de un pozo en produccin, el
diseo del remedio correcto para la produccin del pozo es necesario
determinar no solo la naturaleza del dao sino tambin el
conocimiento del lugar del pozo donde est el dao que ms afecta a la
produccin. Pueden usarse para la estimulacin del pozo fluidos
similares a lo que se utilizan en la limpieza del mismo, de acuerdo
a la naturaleza del dao, la eleccin del mtodo a utilizar depende
pura y exclusivamente del lugar en el pozo donde se encuentra el
dao.
ORIGEN DEL DAO DE FORMACIN-DAO DE PERFORACIN:Invasin de slidos
de perforacin.Invasin de fluidos de perforacin.-DAO DE
CEMENTACIN:Lechada de cemento.Compresin del cemento.-DAOS EN LA
TERMINACIN Y REPARACIN DE POZOS:Daos por punzado.Daos por fluidos
de terminacin.Daos en Gravel Packs.Daos durante la produccin.Dao
durante la limpieza del pozo.Dao durante el tratamiento
cido.Tratamientos de control de agua.
-DAO EN POZOS INYECTORES:Inyectores de agua.
TIPOS VARIOS DE DAO: Emulsiones. Cambios de mojabilidad. Water
Block. Sarros. Depsitos orgnicos. Depsitos mixtos. Fangos y
arcillas.
ORIGEN DEL DAO DE FORMACIN.
-DAO DE PERFORACIN:
Invasin de slidos de perforacin: Las partculas materiales
contenidas en los fluidos de perforacin son potencialmente
peligrosas: arcillas, cutting, agentes densificantes y
viscosificantes, agentes minimizadores de prdidas de circulacin.
Pueden progresivamente disminuir la porosidad y permeabilidad de la
roca reservorio, de tal modo que una subsiguiente puesta en
produccin del pozo o inyeccin de fluidos hacia el reservorio. A
flujos moderados o altos, hara que estos materiales depositados en
el sistema, pasen de poro en poro aumentando la severidad del dao
en las inmediaciones del pozo.
Invasin de fluidos de perforacin: Normalmente, en regmenes de
penetracin muy elevados, la prdida de inyeccin puede llegar a ser
muy elevada. La alta permeabilidad de las arenas limpias, que
tienen mayor invasin de filtrado que una roca de baja
permeabilidad, usualmente no son afectadas cuando el agua de
formacin es compatible qumicamente con el filtrado de la
inyeccin.Las arcillas, en su gran mayora, son extremadamente
sensibles a los cambios de salinidad, por lo tanto, cualquier
cambio en la concentracin o en el tipo de sales desde el agua
original del reservorio en el que fueron precipitadas o
estabilizadas, produce cambios catastrficos en la porosidad. En
particular, la reduccin de la salinidad o el incremento del pH del
agua alrededor de la partcula de arcilla ocasionan la dispersin de
la misma. Cuando las arcillas se dispersan actan como pequeas
partculas slidas que pueden migrar de poro en poro, pero con la
complicacin de que tienen capacidad de acumularse y cerrar al poro
totalmente, dependiendo del tipo de arcilla y el tamao de las
partculas.Los dispersantes pueden agravar las consecuencias de la
presencia de arcillas y facilitar la precipitacin en el interior de
los poros.Cuando la circulacin durante la perforacin se hace a
caudales ms o menos elevados, el filtrado que invade la formacin
est a temperatura de pozo, muy por debajo de la temperatura de
reservorio, y el enfriamiento producido genera la precipitacin de
asfltenos y parafinas.-DAO DE CEMENTACIN:El principal objetivo de
la cementacin es lograr un perfecto aislamiento del anular del
casing.El cemento no tiene las correctas propiedades de prdida de
fluidos, la formacin queda poco protegida a la invasin de filtrado,
que se ve agravada por las elevadas presiones de trabajo durante la
cementacin, que pueden llegar a ser varias veces superiores a las
de perforacin y ms an en cementaciones con flujos turbulentos.Los
lavadores siempre contienen grandes cantidades de dispersantes para
suspender y acarrear las partculas del revoque.
Lechada de cemento: El tamao desordenado de los granos de
conforman al cemento, junto con el uso de agentes de deshidratacin
muy eficaces, resultan en una limitada filtracin de slidos y
filtrado provenientes de la lechada de cemento. El pH relativamente
alto del filtrado de la lechada afecta a los minerales arcillosos
de la formacin.
Compresin del cemento: La etapa de compresin del cemento produce
daos severos en arenas no consolidadas.-DAOS EN LA TERMINACIN Y
REPARACIN DE POZOS:Daos por punzado: ste compacta la roca alrededor
de la zona atravesada por el proyectil, aumentando la dureza de la
superficie y reduciendo la porosidad local de la misma hasta en un
80%.Compactacin de la roca alrededor de los agujeros con la
consecuente reduccin en la permeabilidad local.La sobrepresin
introduce restos de formacin y da las carcazas en la formacin,
adems introduce fluidos con slidos en la formacin.Penetracin
insuficiente, est afectada por la resistencia de la roca, y puede
no ser suficiente para crear los mencionados canales de by-pass
(wormholes).Inadecuada seleccin de la geometra. Se prefiere baja
penetracin pero con gran dimetro en formaciones blandas, mientras
que es conveniente elegir pequeos dimetros y gran profundidad en
formaciones duras.Inadecuada eleccin de la presin diferencial,
presiones insuficientes pueden no dar el resultado esperado,
presiones excesivas pueden fundir la roca en las inmediaciones del
agujero, generando una pared de vidrio totalmente impermeable.Daos
por fluidos de terminacin: Taponamiento de la formacin y punzados
por slidos suspendidos, bacterias y/o residuos de polmeros, que
tienden a bajar la permeabilidad de la formacin.Hinchamiento y
dispersin de las arcillas, bloqueo por agua (water block) y
emulsiones (emulsin block) y precipitacin de incrustaciones.Es
necesario utilizar fluidos de terminacin limpios y filtrados,
empleando el uso de bactericidas.Los fluidos de terminacin
normalmente requieren de inhibidores para controlar la
corrosin.Estos ltimos pueden provocar un bloqueo por emulsin
(emulsin block), modificar la mojabilidad de la roca y precipitar
la Fe+++.-Daos en Gravel Packs: Punzados y espacios entre casing y
tubing sin arena. Gravel pack contaminado por partculas de la
formacin y por geles sin romper.Grasas, pinturas y residuos de
polmeros entre la formacin y el gravel pack. Inadecuada seleccin
del tamao de la arena del engarbado siendo invadido por finos de la
formacin durante la produccin.-Daos durante la produccin: Algunos
reservorios no pueden ser puestos en produccin a altos caudales de
flujo o elevados cadas de presin entre el reservorio y el pozo
(drawdown) sin ser afectados por fenmenos adversos. Fangos nativos
y arcillas sueltas entrampadas en la pared poral, pueden comenzar a
moverse a flujos elevados, especialmente en el caso en que dos
fluidos inmiscibles estn siendo extrados en forma simultnea.
Dependiendo del tamao de las partculas, estas pueden bloquear el
poro a travs de su interconexin con el siguiente o migrar hacia
otros poros aumentando la viscosidad del fluido en produccin hacia
el pozo. El drawdown excesivo hace caer la presin poral en las
inmediaciones del pozo, y puede exceder a la fuerza compresiva de
la roca. Este fenmeno es mucho ms complejo en arenas no
consolidadas, donde la pobre cementacin de la matriz se traduce en
un aumento progresivo en la produccin de arena de las inmediaciones
del pozo. El drawdown excesivo en reservorios productores de gas
condensado, conduce a una presin de flujo por debajo del punto de
roco en el fondo del pozo, ocurriendo una destilacin in-situ de las
fracciones livianas producidas.-Dao durante la limpieza del pozo:
Altas concentraciones de materiales dainos pueden invadir la
formacin.Dao durante el tratamiento cido: Materiales del tubing que
son arrastrados hacia la formacin, hay que tener en cuenta que los
cidos intercambian iones con los metales, en especial con los de la
caera del tubing y el casing, disminuyendo el espesor de los
mismos, pudiendo llegar a daarlos y arrastrando materiales y
suciedades normales en las caeras hacia la formacin.Bloqueo por
agua (water block): Precipitacin de productos secundarios de la
reaccin cida con minerales de la formacin. Los productos
secundarios que podran formarse, pueden ser analizados y predichos
mediante modelos geoqumicas que dependen por un lado de la
composicin de la roca de la formacin y de la composicin del fluido
del tratamiento, y por otro lado de las variables
termodinmicas.Algunos aditivos utilizados para prevenir la corrosin
del hierro del sistema de produccin pueden formar precipitados.La
permeabilidad del sistema poroso puede disminuir como consecuencia
de residuos de los agentes inhibidores de corrosin.Tratamientos de
control de agua: La fraccin de agua producida por un pozo, puede
ser sustancialmente reducida mediante la inyeccin de
poliacrilamidas. La mayora de las veces, sin embargo, la inyeccin
de las mismas lleva a una cada en la produccin de gas y petrleo
simultneamente con la del agua.
DAO EN POZOS INYECTORESInyectores de agua: Invasin de slidos
suspendidos y subsiguiente taponamiento. Perturbacin in-situ de las
arcillas. Incompatibilidad del agua inyectada y la de la formacin,
o como resultado de la presencia de CO2 o SH2 en la formacin.
Taponamiento por formacin de coloides, especialmente los de base
hierro, productos de la corrosin de la caera del tubing cuando hay
O2 en el agua inyectada. Taponamiento por bacterias.
TIPOS VARIOS DE DAO.Emulsiones: La mezcla de fluidos de base
agua y base petrleo ocasionan emulsiones en la formacin. Las
emulsiones tienen la particularidad de tener viscosidades muy
elevadas, en particular las emulsiones de agua y petrleo.
Normalmente se forman durante la invasin del filtrado del lodo de
perforacin o durante los tratamientos fluidos posteriores.Cambios
de mojabilidad: La mojabilidad total o parcial del petrleo en la
roca reduce la permeabilidad relativa al petrleo. Esto puede
ocurrir por el fenmeno de adsorcin a travs de minerales activos en
la superficie de la pared poral. El dao puede ser remediado a travs
de la inyeccin de solventes capaces de remover la fase de
hidrocarburos que est mojando a la roca.Water Block: El bloqueo por
agua es causado por un incremento en la saturacin de agua Sw en las
inmediaciones del pozo, disminuyendo la permeabilidad relativa al
petrleo.El bloqueo, se ve favorecido con la presencia de arcillas
intraporales, como la illita. Estas arcillas, debido a su forma
particular y la direccin de su crecimiento, aumentan la superficie
de contacto con el fluido, disminuyendo al mismo tiempo el tamao de
los poros y la porosidad del sistema, incrementando la retencin de
agua en las paredes porales.Sarros: Los sarros son precipitados
minerales, que pueden precipitar tanto durante la perforacin, como
durante la produccin (en el tubing) e inclusive en el interior de
la formacin. Normalmente esta precipitacin es mucho mayor durante
la produccin, puesto que se ve maximizada por las bajas
temperaturas y presiones en las inmediaciones del pozo.Depsitos
orgnicos: Los depsitos orgnicos son precipitados de hidrocarburos
pesados, normalmente asfltenos y parafinas, y pueden ocurrir en la
perforacin, en el tubing y en el interior de la formacin. Los
mecanismos por lo cuales se origina son variados y complejos, pero
el principal motivo es algn cambio en las variables termodinmicas a
las que est sometido el fluido del reservorio durante el proceso de
perforacin, produccin o in-situ en el interior del reservorio; y el
mecanismo por el cual precipitan tiene que ver con la prdida de
solubilidad en el resto de los hidrocarburos, y una vez que
precipita, cristaliza. La causa ms comn que produce este efecto
sucede durante la produccin, donde las inmediaciones del pozo
pierden temperatura y presin.Depsitos mixtos: Son depsitos
compuestos por la mezcla de componentes orgnicos e inorgnicos, que
pueden incluir tambin sarros, fangos, slices y arcillas.Fangos y
arcillas: Este dao incluye la invasin de arcillas provenientes del
lodo de perforacin (normalmente bentonita o atapulgita) y/o por
hinchamiento o migracin de las arcillas inherentes de la
formacin.
DAO POR PENETRACIN PARCIAL.Hay varias razones por las cuales un
pozo puede terminarse poniendo en produccin solo una porcin de la
capa productiva (hw). Esta penetracin parcial produce una carga
adicional que se considera como un tipo especial de pseudodao, y
que no es un dao verdadero. El valor del dao provocado por la
penetracin parcial es siempre positivo, excepto en el caso de pozos
desviados.PREVENCIN DE DAOSLa prevencin de daos apunta a que todas
las operaciones realizadas se hagan provocando el mnimo dao o la
mnima contaminacin posible, evitando que la produccin se vea
afectada.Si bien los muchos daos son remediables, las operaciones
de reparacin de daos son costosas en muchos casos y no siempre
solucionan el problema completamente.
Fase 2. Seleccin de fluido.
La siguiente etapa del diseo se focaliza en la seleccin del
fluido. Generalmente los software de diseo de estimulacin dan tres
opciones al ingeniero en cuanto a diseo de fluidos: Un sistema
experto. Un simulador geoqumico. Informacin especificada por el
usuario.Sistema Experto. Los sistemas expertos usan reglas lgicas
basadas en principios de ingeniera, los ltimos avances en la
investigacin en laboratorios y relaciones determinadas a travs de
la experiencia, directrices y las mejores prcticas para el diseo de
tratamientos. Este mtodo genera una suite completa de sistemas de
fluidos, incluyendo selecciones cidas, selecciones de
acondicionadores, volmenes, aditivos tanto para areniscas, como
para carbonatos.Simulador Geoqumico. Este simulador realiza una
simulacin iterativa, conducida por una matriz geoqumica basada en
el tipo de fluido cido y la mineraloga de la formacin. Este clculo
fundamentalmente es mucho ms riguroso, basado en la fsica, la
qumica y la termodinmica. Este mtodo simula el cido que invade la
matriz de roca y determina el nivel ptimo entre el poder del cido
de disolver los componentes de arcilla y el potencial de
precipitacin de los productos de reaccin. Tambin evala como el
volumen de cido podra afectar la prdida de integridad de la
formacin y la cantidad de minerales a ser disuelto durante el
procedimiento.
Fase 3. Implementacin.
Una vez el ingeniero determinado el dao en la vecindad del pozo
y ha diseado la composicin del tratamiento cido ms eficaz para la
eliminacin del dao, se debe disear un programa operativo para la
implementacin del tratamiento de estimulacin. Por lo tanto el
procedimiento operacional es tan importante como el diseo del
fluido. La operacin incluye (1) la evaluacin de posibles
divergentes, (2) varias tcnicas de implementacin, (3) la
determinacin del programa completo de bombeo con las etapas,
volmenes y tasas y (4) la simulacin de la operacin para optimizar
el proceso de diseo.
Una vez que el ingeniero ha determinado los fluidos, tcnicas de
divergencia, etc; el nuevo sistema automticamente generar un
programa de bombeo. Este programa incluye las etapas y cantidades
de fluido, identifica las etapas con los divergentes a usar, las
tasas de bombeo fluido abajo y galones de nitrgeno a usar para
alivianar la columna de fluidos si el pozo no llega a reaccionar.
El ingeniero podr entonces exportar el programa como un informe y
optimizarlo previamente con el simulador. El simulador operacional
simula el bombeo de fluido dentro del pozo y es una herramienta
valiosa para el diseo de tratamiento y el anlisis. Un simulador de
este tipo puede manejar las siguientes variables:
Un bombeo de tratamiento multietapa con sistemas de fluidos
newtonianos y no newtonianos. Mltiples intervalos de formacin con
skin. Areniscas (cido HF-HCl) y carbonatos (agujeros de gusano).
Completaciones a hoyo abierto, con o sin empaque con grava.
Bullheadings, bombeo simultneo por tubera y anular. Friccin en la
tubera.
Fase 4. Evaluacin del tratamiento.
La fase final es la evaluacin del sistema de tratamiento.
Matemticamente hablando, el ingeniero slo puede predecir el
comportamiento del skin de la formacin a medida que se est
realizando el trabajo (implementando la Ley de Darcy, por ejemplo).
Despus de la realizacin del tratamiento, los ingenieros pueden
exportar los datos de trabajo reales, generar otro perfil de skin,
y comparar las condiciones antes y despus del trabajo. Es siempre
recomendable dejar el pozo limpindose por espacio de unos das con
el motivo de hayan circulado completamente todo los fluidos de
estimulacin y posible finos que hayan quedado en el pozo.
Posteriormente, se sugiere realizar una prueba de restauracin de
presin y determinar con la data de presin y un grfico de Horner el
nuevo valor de skin. Una medida cualitativa del xito no es ver el
valor skin directamente, sino la Dp skin, para posteriormente
evaluar la eficiencia de flujo.
Mtodos de Estimulacin
Como ya se mencion, la estimulacin tiene como objetivo el
mejoramiento de la productividad o inyectabilidad de los pozos
petroleros. La ecuacin de Darcy en su forma ms simple puede usarse
para conocer la respuesta de un pozo. Dependiendo las condiciones
del pozo se empleara la ecuacin necesaria, ya que existen diversos
derivados de la ecuacin de Darcy.
La ecuacin en su forma ms sencilla representa las condiciones
reales del flujo del yacimiento al pozo, donde s es matemticamente
adimensional. Cada uno de los trminos de esta ecuacin afectaran la
productividad del pozo y ciertas acciones pueden tomarse para
cambiar favorablemente estos factores. Debe observarse que los
parmetros que pueden modificarse se restringe bsicamente a la
permeabilidad y al efecto Skin.
Un valor bajo de permeabilidad o un valor grande del efecto Skin
propiciara una baja productividad del pozo. Con respecto a la
permeabilidad del pozo, es en lo general poco probable que se pueda
incrementar a valores que permitan tener respuestas considerables
en la productividad de los pozos.
Tipos de Simulacin de Pozos
Estimulacin Matricial
Estas alteraciones en la vecindad del pozo puede realmente ser
eliminada y asi reducir a cero el valor de S, o en algunos casos
disminuirlo a mas valores negativos. En cualquier caso, la
estimulacin reduce el efecto Skin y el mejoramiento de la
productividad del pozo resulta de un virtual incremento efectivo
del radio del pozo, dado por: .
Los procedimientos de estimulacin matricial son caracterizados
por gastos y presiones debajo de los valores. Esto permitir una
presentacin del fluido a la matriz, en forma radial circular, con
un consecuente mejor contacto de la zona daada cercana a la pared
del pozo con el fluido de estimulacin. La mayora de los
yacimientos, no pueden tolerar gastos de inyeccin muy altos en
entrada radial circular a la matriz. Mayores gastos de inyeccin se
logran, por lo general, en rgimen de fracturamiento.
Los pozos requieren comnmente de estimulacin al inicio de su
explotacin, debido al dao ocasionado durante la perforacin y la
terminacin. Es obvio que la condicin de dao debe ser removida antes
de que el pozo produzca a su potencial natural. Este remocin es el
objetivo principal de las estimulaciones matriciales consistiendo
en la inyeccin a gasto y presin bajas de pequeos volmenes de
soluciones de estimulacin. Dependiendo de la interaccin entre estas
soluciones y el tipo de dao presente en la roca, la estimulacin
matricial se divide en dos grandes grupos:
La estimulacin matricial no reactiva
Fluidos de tratamiento no reaccionan qumicamente con los
materiales o slidos de la roca. En soluciones oleosas o acuosas,
alcoholes o solventes mutuos, con aditivos, principalmente los
surfactantes. Para remover daos por bloqueos de agua, aceite o
emulsin; daos por perdida de lodo, por depsitos orgnicos.
USOSUtilizada principalmente para remover daos por:Bloqueo por:
Bloqueo por Agua Bloqueo por Aceite Bloqueo por Emulsiones Perdida
de lodos Depsitos orgnicos
Proceso de la estimulacin matricial no reactiva
1.-Evaluacin del dao: Si es susceptible para removerse por este
mtodo, se procede a seleccionar la solucin de tratamiento. Si no es
posible identificarse el dao, no deber aplicarse la
estimulacin.2.-Seleccin de la solucin de tratamiento: Si la
estimulacin matricial no reactiva esta indicada, los surfactantes
debern seleccionarse de acuerdo con los procedimientos de
laboratorio y las caractersticas expuestas en la siguiente
tabla:
3.- Gasto y presin de inyeccin: Se obtienen a travs de la prueba
de inyectividad. Y si no se dispone de esta prueba, se hace a travs
del paso 1 (evaluacin del dao).4.- volumen de solucin de
tratamiento: Depende de la longitud del intervalo a tratar y de la
penetracin de la zona daada.Se recomiendo en lo general una
penetracin de 2 a 5 pies y que el intervalo tratado no exceda los
50 pies.En caso de que exceda los 50 pies debern usarse tcnicas de
estimulacin selectiva por etapas. 5.- Incremento de productividad:
De ser posible deber estimarse el incremento de productividad
esperado con la siguiente ecuacin:
Donde:Jx : ndice de productividadJo : ndice de productividad de
un pozo sin alteracinre : Radio de drenaje rw : Radio del pozo rx:
radio zona alteradakx: permeabilidad zona alrededor del pozoK:
permeabilidad zona virgen
6.- Programa de la estimulacin: Consiste en especificar todas
las acciones que se tomaran, desde la planeacin previa de la
estimulacin, antes, durante y despus de la misma. En este programa
deben incluirse los volmenes, gastos, presiones, tiempos, tipos de
fluido y los antecedentes necesarios del pozo, incluyendo su estado
mecnico.
Estimulacin Matricial Reactiva
Consiste en la inyeccin a la formacin de soluciones qumicas a
gastos y presiones inferiores a la presin de ruptura de la roca.
Estas soluciones reaccionan qumicamente disolviendo materiales
extraos a la formacin y parte de la propia roca. El objetivo
principal de esta tcnica es remover el dao ocasionado en la
perforaciones y en la vecindad del pozo y eliminar obstrucciones
del mismo. Adicionalmente en formaciones de alta productividad la
acidificacin matricial no solo se emplea para remover el dao, sino
tambin para estimular la productividad natural del pozo. Cuando es
llevada a cabo exitosamente la acidificacin matricial incrementa la
produccin de petrleo sin incrementar el porcentaje de agua y/ gas
producido. Al igual que en la estimulacin matricial no reactiva,
los surfactantes son los productos activos. En la estimulacin
matricial reactiva los cidos constituyen el elemento bsico.
Principales cidos Usados: cido Clorhdrico, HCL: Usado en
formaciones carbonceas. cido Fluorhdrico, HF: Usado en formaciones
de areniscas, es el nico acido que permite la disolucin de
minerales silicios.
Principales cidos Usados: Acido Actico, CH3 COOH: Adicional a su
uso como fluido de perforacin o como fluido de baja corrosin en
presencia de metales que se corroen fcilmente, el cido actico es
generalmente usado en mezclas con HCl en cidos hbridos. Acido
Frmico, HCOOH: Es ms fuerte que el acido actico pero ms dbil que el
HCL, es menos fcil de inhibir que el cido actico y puede usarse
bien inhibido hasta temperaturas de 350F.
Principales Aditivos Usados: Inhibidor de corrosin Estabilizador
de hierro Surfactantes
Estimulacin Mediante Fracturamiento
El fracturamiento es una tcnica de estimulacin que consiste en
la inyeccin sostenida de un fluido a una presin tal que provoque la
ruptura de la roca del yacimiento con el objeto de crear nuevos
canales o conectar canales de flujo existentes y de esa forma
aumentar la tasa de flujo del pozo y con ello su productividad.
Aplicacin
El ms empleado es el fracturamiento hidrulico se emplea para
crear canales de penetracin profunda en el yacimiento y con ello
mejorar la productividad. Los fluidos de fracturamiento originan la
fractura y transportan los agentes de soporte a travs de la
longitud de la fractura. Esta mtodo se aplica cuando la
permeabilidad es baja (
