Repositorio Digital UTE - Universidad Tecnológica Equinoccial

I
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE TECNOLOGÍA DE PETRÓLEOS
TEMA:
“ESTUDIO ACTUALIZADO DE CAÑONEO EN UN POZO PETROLERO
PARA OPTIMIZAR LA PRODUCCIÓN Y EVITAR EL DAÑO EN LA
FORMACIÓN”
Tesis previa la obtención del Título de
Tecnóloga de Petróleos
Autora: Natalia Sobrevilla Arias
Director de Tesis: Ing. Vinicio Melo
Quito-Ecuador
2011
II
DECLARATORIA
Del contenido del presente trabajo se responsabiliza la autora
LAURA NATALIA SOBREVILLA ARIAS
CI: 1720287737
III
CARTA DEL DIRECTOR DE TESIS
Certifico que el trabajo “ESTUDIO ACTUALIZADO
DE CAÑONEO EN UN
POZO PETROLERO PARA OPTIMIZAR LA PRODUCCIÓN Y EVITAR EL
DAÑO EN LA FORMACIÓN” fue desarrollado por señorita Natalia Sobrevilla Arias
bajo mi supervisión
Atentamente,
Ing. Vinicio Melo
Director de Tesis
IV
CARTA DE LA EMPRESA
V
DEDICATORIA
Este trabajo está dedicado a mis padres y hermanas; en especial a mi abuelita Carmen
Vallejo y a mi madre Ángela Arias, que han sido un ejemplo y motivación de mujeres
trabajadoras y luchadoras a mis profesores, quienes me apoyaron con amor abnegación
y esfuerzo para la feliz culminación de mis estudios universitarios y por tanto, para la
elaboración de la tesis que a continuación se expone.
Natalia Sobrevilla Arias
VI
AGRADECIMIENTO
Deseo expresar mi sincero agradecimiento a todas
las personas que bondadosamente colaboraron en
la elaboración del presente trabajo.
Agradezco a mi familia y a mi padre por todos los
esfuerzos y horas de trabajo en prode mi bienestar
ya que sin ellos mis sueños no serían posibles.
Mi agradecimiento a la Universidad Tecnológica
Equinoccial por llevarme por el camino de la
excelencia académica, y mi gratitud al Ing. Jorge
Vitara, Decano de la Facultad Ciencias de la
Ingeniería, por su apoyo y atención.
Al Ing. Vinicio Melo, en forma muy especial, por
brindarme sus conocimientos y guiarme en este
trabajo.
VII
ÍNDICE GENERAL
DECLARATORIA .......................................................................................................... III
CARTA DEL DIRECTOR DE TESIS .......................................................................... IV
CARTA DE LA EMPRESA ............................................................................................ V
DEDICATORIA ............................................................................................................. VI
AGRADECIMIENTO .................................................................................................. VII
ÍNDICE GENERAL..................................................................................................... VIII
ÍNDICE DE CONTENIDOS .......................................................................................... IX
ÍNDICE DE GRÁFICOS ............................................................................................. XIII
ÍNDICE DE TABLAS ................................................................................................. XIV
ÍNDICE DE ECUACIONES ....................................................................................... XIV
RESUMEN................................................................................................................... XVI
SUMMARY ............................................................................................................... XVII
VIII
ÍNDICE DE CONTENIDOS
1.1.1.-Objetivo General ............................................................................................. 3
1.1.2.- Objetivos Específicos .................................................................................... 3
1.4.1.- Hipótesis General ........................................................................................... 5
1.4.2.-Hipótesis Específica........................................................................................ 5
1.4.2.1.-Variable Independiente ............................................................................ 5
1.4.2.2.-Variable Dependiente .............................................................................. 6
1.5.1.-Métodos .......................................................................................................... 6
1.5.2.-Técnicas .......................................................................................................... 6
1.6.1.- Delimitación Temporal .................................................................................. 7
1.6.2.-Delimitación Espacial ..................................................................................... 7
2.2.1- Sensibilidad................................................................................................... 13
2.2.2.- Estabilidad ................................................................................................... 14
2.3.1.- Densidad de Cañoneo .................................................................................. 14
2.3.2.- Orientación de Tiro ...................................................................................... 14
2.3.3.- Separación de Cargas ................................................................................... 15
2.3.4.- Penetración................................................................................................... 15
2.3.5.- Diámetro de entrada de la Perforación ........................................................ 15
2.3.6.- Rendimiento de la Perforación .................................................................... 15
2.3.7.- Factores de Efectividad ................................................................................ 15
2.5.1.- Técnica de Disparo Sobre balance ............................................................... 17
2.5.2.- Técnicas de Disparo Bajo balance ............................................................... 17
2.5.3.- Técnica Híbrida............................................................................................ 18
IX
2.5.4.- Técnica de Cañoneo de Revestimiento con Cañones transportados con
tubería...................................................................................................................... 20
2.6.1.- Operación de los cañones transportados con tubería (TCP) ........................ 21
2.6.2.- Evaluación ................................................................................................... 22
2.6.3.- Programación de los Trabajos...................................................................... 23
2.6.3.1.- Temperatura .......................................................................................... 23
2.6.3.2.- Especificaciones de la Tubería, Camisa y Revestimiento de Producción
............................................................................................................................. 23
2.6.3.3.- Zonas de Correlación ............................................................................ 23
2.6.3.4.- Fluido en el Pozo .................................................................................. 24
2.6.3.5.- Seguridad .............................................................................................. 24
2.6.3.6.- Equipos Usados en la Evaluación de Cañones Transportados con
Tubería ................................................................................................................ 25
2.7.1.- Formación Consolidada ............................................................................... 28
2.7.2.- Formación no consolidada ........................................................................... 29
2.7.3.- Formaciones Laminadas .............................................................................. 29
2.8.1.- Cañones transportados con cable ................................................................. 30
2.8.1.1.- Cañones Recuperables: ......................................................................... 30
2.8.1.2.- Cañones Semirrecuperables .................................................................. 32
2.8.1.3.- Cañones Desechables o No Recuperables ............................................ 33
2.8.2.- Cañones transportados con tubería (TCP), los cuales son accionados
mediante barra detonadora o mediante presión hidrostática ................................... 34
2.9.1.- Técnicas de Wireline Convencional ............................................................ 37
2.9.2.- Cañones por Revestidor (Casing Gun) ........................................................ 39
X
2.9.3.- Through Tubing ........................................................................................... 41
2.9.4.- Técnica PURE.............................................................................................. 42
2.9.5.- Técnica de cañoneo con eFire-Slickline ...................................................... 44
2.9.5.1.- Operación .............................................................................................. 45
2.11.1.- Diferencial de Presión Positivo.................................................................. 48
2.11.2.- Diferencial de Presión Negativo ................................................................ 49
2.11.3.- Duración de las Operaciones ..................................................................... 49
2.12.1- Atribuidos al proceso de cañoneo ............................................................... 50
2.12.1.1.-Configuración de la Carga ................................................................... 50
2.12.1.2.-Diámetro del Cañón ............................................................................. 50
2.12.1.3.- Separación entre el Cañón y la Zona Cañoneada ............................... 51
2.12.1.4.-Tipo de Material del Revestidor .......................................................... 51
2.12.1.5.- Taponamiento de los disparos............................................................. 51
2.12.1.6.- Necesidad de controlar el claro de los cañones ................................. 52
2.12.2.-Características del yacimiento ................................................................... 54
2.12.2.1.- Efectos del Desbalance ....................................................................... 54
2.12.2.2.- Consecuencias de usar fluidos limpios ............................................... 57
2.12.2.3.-Resistencia de la formación ................................................................. 57
2.12.2.4.-Temperatura ......................................................................................... 58
2.12.2.4.1.- Alta Temperatura ......................................................................... 58
2.12.2.4.2.- Baja Temperatura......................................................................... 59
2.13.1.- La Penetración de las Perforaciones .......................................................... 60
2.13.2.- Densidad y Distribución Radial de la Perforaciones ................................. 60
2.13.3.- Cálculo de la profundidad .......................................................................... 61
XI
2.13.4- Limpieza de las Perforaciones .................................................................... 62
2.13.5.- Costos ........................................................................................................ 62
2.15.1.-Daños del cemento y la tubería de revestimiento ...................................... 66
2.15.2.- Cálculo de la zona afectada ....................................................................... 67
2.15.3.- Daño producido por el fluido de la perforación ........................................ 68
2.15.4.- Daño producido por el fluido de la completación...................................... 68
2.16.1.- Factores que afectan la productividad de un pozo ..................................... 71
2.16.1.1.- Factores Geométricos del disparo ....................................................... 72
3.2 La Estructura Sacha y su Evolución ............................................................... 81
3.2.1. Características Litológicas de los Reservorios .......................................... 86
3.2.2. Ambientes sedimentarios de las rocas reservorio .................................. 87
3.2.3. Características de los crudos ..................................................................... 88
3.2.4.- Salinidades ............................................................................................... 90
3.4.1.-Técnicas TCP Bajo balance ......................................................................... 99
3.4.2.- Técnica del TCP Propelente ...................................................................... 102
3.4.3.- Técnicas de TCP Extremo Sobre balance .................................................. 104
3.4.4.- TCP altamente eficientes ........................................................................... 105
4.1.- HISTORIAL DE COMPLETACION Y PRUEBAS INICIALES EN EL
POZO SACHA 163-D ...................................................................................... 108
4.2.-HISTORIAL DE REACONDICIONAMIENTO DETALLADO ............. 110
XII
ÍNDICE DE GRÁFICOS
GRÁFICO 1 ELEMENTOS DE LA CARGA ................................................................ 12
GRÁFICO 2 CAÑÓN Y EXPLOSIVO .......................................................................... 31
GRÀFICO 3 TIPO DE CARGA .................................................................................... 34
GRÀFICO 4 TIPO DE CARGA ..................................................................................... 35
GRÀFICO 5 PUNZAMIENTO CON WIRELINE ........................................................ 38
GRÁFICO 6 TIPOS DE SISTEMAS DE CAÑONEO................................................... 41
GRÁFICOS 7 EFECTOS DE LA PRESIÓN DIFERENCIAL PREVIA AL DISPARO
......................................................................................................................................... 55
GRÁFICO 8 DAÑO CAUSADO POR EL CAÑÓN .................................................... 65
GRÁFICOS
9 DAÑO DE LA FORMACIÓN DEBIDO AL PROCESO DE
PERFORACIÓN ............................................................................................................. 70
GRÁFICO 10 FACTORES GEOMÉTRICOS DEL SISTEMA DE DISPAROS .......... 73
GRÁFICO 11 MAPA ESTRUCTURAL DEL CAMPO SACHA ................................. 82
GRÁFICO12 CAMPO SACHA: SECCIÓN SÍSMICA SS-2 {78-272} MOSTRANDO
EL ANTICLINAL SACHA PROFUNDO ..................................................................... 83
GRÁFICO 13 CAMPO SACHA: SECCIÓN SÍSMICA PE-92-2200 ............................ 83
XIII
ÍNDICE DE TABLAS
TABLA 1 TIPOS DE CARGAS ........................................................................................ 16
TABLA 2 CARACTERÍSTICAS DEL CAMPO SACHA ................................................ 85
TABLA 3 CARACTERÍSTICAS LITOLÓGICAS DEL CAMPO SANCHA.................. 87
TABLA 4 CARACTERÍSTICAS DE LOS FLUIDOS DEL CAMPO SACHA................ 90
TABLA 5 SALINIDADES DEL CAMPO SACHA .......................................................... 91
TABLA 6 PRODUCCIÓN INICIAL DEL CAMPO SACHA 163-D ............................... 93
TABLA 7 ULTIMA PRODUCCIÓN CAMPO SACHA 163-D ....................................... 95
TABLA 8 PRODUCCIÓN ACUMULADA ..................................................................... 96
TABLA 9 HISTORIA DE REACONDICIONAMIENTO SACHA 163-D ...................... 97
TABLA 10 HISTORIAL DE CAÑONEO DEL CAMPO SACHA 163-D........................ 98
TABLA 11 EVALUACIÓN INICIAL CON TALADRO ............................................... 108
TABLA 12 DATOS DE LA COMPLETACIÓN Y PRUEBAS INICIALES.................. 109
TABLA 13 DATOS W.O. 1 ............................................................................................ 111
TABLA 14 DATOS W.O. 2 ............................................................................................ 112
TABLA 15 DATOS W.O. 4 ............................................................................................ 114
TABLA 16 DATOS W.O. 5 ............................................................................................ 115
TABLA 17 PRESUPUESTO PARA EL W.O 6 .............................................................. 127
XIV
ÍNDICE DE ECUACIONES
ECUACIÓN1RADIO DE DAÑO .................................................................................. 67
ECUACIÓN 2 ÍNDICE DE PRODUCTIVIDAD .......................................................... 71
ECUACIÓN 3 CORRELACIÓN DE PRODUCTIVIDAD ........................................... 72
XV
RESUMEN
El trabajo de investigación, llamado “ESTUDIO ACTUALIZADO DE CAÑONEO
EN UN POZO PETROLERO PARA OPTIMIZAR LA PRODUCCIÓN Y
EVITAR EL DAÑO EN LA FORMACIÓN “está orientado hacia las técnicas
actualizadas de cañoneo actualizado de un pozo, estudios, aplicaciones que llevan las
diferentes empresas de servicio, esta investigación permitirá determinar la mejor técnica
para obtener penetraciones limpias, más profundas y así optimizar la producción
evitando el daño en la formación y reduciendo costos, concluir cual fue la mejor
técnica utilizada en el campo SACHA 163D en base a los reacondicionamientos(WO)
anteriores y el último realizado, siguiendo paso a paso un programa de cañoneo con el
reporte diario de las actividades y los objetivos alcanzados.
Dentro de esta investigación, están expuestas las diferentes técnicas que se encuentran
en las actualidad sus ventajas y desventajas, se analizarán también los diferentes
parámetros que hay que tomar en cuenta para la elección de un programa de cañoneo y
por lo tanto los paso que implica un correcto programa de cañoneo.
Se muestra el daño que se provoca a la formación con el programa de cañoneo y como
evitarlo, así como también las causas que provoquen este daño. En la parte final se
obtienen los resultados del trabajo de investigación.
XVI
SUMMARY
The investigation called, ¨The actualized study of drilling an oil well to optimize
production and avoid damage in the formation” is directed towards the actualized
techniques of drilling a well, as well as studies and applications that different services
companies use. This investigation will determine the best techniques to obtain cleaner
and deeper penetrations to improve production and preventing from damaging the
formation and reducing costs. It is going to help as well to find out which was the best
technique used at the Sacha 163D field, based on the last reconditioning and following
step by step a drilling program with a daily report about the activities and objectives
reached.
This research exposes different up to date technique that shows advantages and
disadvantages. It will analyze the different parameters that need to be considered when
choosing a drilling programmer, therefore the correct steps that it implies.
My investigation will show the bad formation that could be produced in the drilling
programmer and how to avoid it; as well as the reasons that provoke the damage.
At the end it will obtain the results of the research.
XVII
CAPÍTULO I
CAPÍTULO I
1.- INTRODUCCIÓN
El ciclo de vida de un pozo productivo comienza con la perforación, mientras que la
última operación para tener producción de hidrocarburos es los disparos; que sirven
para comunicar el interior del pozo con las formaciones productoras, para eso hay que
realizar la operación de cañoneo, bajando a la profundidad de interés un cañón que
dispara cargas, dando como resultado canales limpios y conductivos, perforando la
tubería de revestimiento, cemento y la formación; permitiendo la comunicación de los
fluidos con el pozo y enviándolos a la superficie.
La correcta selección de los intervalos de disparos es de vital importancia para el
programa de cañoneo pues existen diferentes clases en la industria petrolera, de esto
dependerá la producción del pozo, que no haya posibles intervenciones en el futuro
debido al daño en la formación, ya que en la zona de daño la permeabilidad disminuye
en un 90%, perjudicando la producción del pozo. Por lo tanto debe diseñarse de modo
que se alargue al máximo la vida útil del pozo.
En la actualidad existe gran tecnología en la construcción de cargas y sistemas de
disparos, misma que ha crecido y desarrollado rápidamente.
El trabajo de disparo cobra mayor importancia gracias a las investigaciones
contemporáneas y a la compresión de sus principios básicos. En lo que respecta a la
penetración y al tamaño del orificio, la optimización de los diseños y la precisión en su
fabricación constituye al perfeccionamiento de las cargas, por consecuencia las pruebas
1
de disparo son cada vez más consistentes y trasladables a las condiciones de fondo a los
efectos de proyectar rendimientos y estimar productividades
Este estudio va orientado a plantear un estudio técnico- económico del uso de las
diferentes técnicas de cañoneo en el pozo SACHA 163-D. Establecer que sistema de
punzamiento es el más eficiente y el más recomendado en términos económicos y
rentables para futuros trabajos que se realicen en diferentes empresas
El proceso para efectuar el objetivo de este proyecto de tesis es estudiar las últimas y
óptimas técnicas al cañonear o punzar que llevaría a mejorar la producción.
Los pasos que se seguirá será realizar un análisis de penetración, razón de productividad
y daño de la formación, todo esto mediante estudios y comparaciones de técnicas
modernas.
En el trabajo se presentan procedimientos, cálculos, conclusiones y recomendaciones
técnicas lo más claro posible para que sirva como un documento de consulta y
referencia para próximos trabajos de tesis y como método de estudio o consulta para
cualquier persona que quiera fortalecer sus conocimientos en programas de cañoneo de
pozos.
2
1.1.-OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
1.1.1.-Objetivo General
Realizar un estudio de cañoneo actualizado de un pozo, y las aplicaciones que están
llevando a cabo las empresas de servicio. Para determinar la forma correcta de realizar
este procedimiento obteniendo penetraciones limpias, más profundas, y (con huecos,
limpios, lisos y redondos) para optimizar la producción y evitar el daño en la formación
1.1.2.- Objetivos Específicos
Describir los fundamentos y aplicaciones de las técnicas de cañoneo de un pozo
Analizar la aplicación de estas técnicas en el pozo SACHA 163D
Establecer la técnica más aconsejable para aplicar en el pozo SACHA 163- D
1.2.- JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO
Este estudio es realizado para dar a conocer y describir los fundamentos y aplicaciones
de las técnicas de cañoneo de pozo como también el análisis, ventajas y desventajas de
las mismas técnicas en el pozo SACHA 163 –D.
Establecer cuáles son las técnicas más apropiadas y la más aconsejable para desarrollar
el programa de cañoneo en el pozo SACHA 163D y mitigar los daños inducidos por el
cañoneo.
3
El objetivo es lograr túneles de perforación 100% limpios, sin importar la calidad de la
roca o las condiciones del pozo. La esquiva perforación perfecta traería una eficiencia
de flujo de un 100%, generando un área efectiva de influjo mayor y reduciendo el
caudal, un factor importante para controlar la producción de arena y evitar la falla del
pozo. Además produciría un cambio radical en el desempeño del pozo (en productividad
y capacidad de inyección) y permitiría que todas las zonas contribuyan a las
características productivas del pozo, aumentando el influjo o el perfil de inyectabilidad
e incrementando la recuperación de las últimas reservas.
1.3.-PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El cañoneo es una de las principales técnicas de producción de petróleo que utilizan las
empresas en el Ecuador en la actualidad, esta técnica ha producido daños en la
formación cañoneada, actualmente existen nuevas técnicas que aplicadas reducen los
problemas de daños en los túneles de perforación, logrando que el conducto sea más
limpio, lo que genera un área de influjo mayor.
En nuestro medio, todavía existe poco conocimiento de las últimas innovaciones de las
herramientas para cañonear y lograr un óptimo trabajo para evitar la falla del pozo, lo
que acarrea una mayor productividad por el aumento de la capacidad de inyección,
permitiendo mayores recuperaciones de las reserva.
4
1.4.-HIPÓTESIS
1.4.1.- Hipótesis General
Este estudio es muy útil ya que el programa de cañoneo de un pozo, el funcionamiento,
la selección y el mantenimiento preventivo son muy necesarios, el daño en la formación
y una producción mayor del pozo y la consiguiente rentabilidad produce un cambio
radical en el pozo. Cabe recordar que trabajo en un pozo tiene como principal objetivo
una mejor y mayor producción, al menor costo ambiental y económico posible.
Hay que tomar en cuenta que la productividad está directamente relacionada con la
permeabilidad de la formación. Esta característica se puede incrementar mediante
acidificaciones y fracturas en la formación pero estas operaciones representan un costo
adicional que se puede evitar si al cañonear el pozo el punzado sobrepasa la zona de
daño.
1.4.2.-Hipótesis Específica
1.4.2.1.-Variable Independiente
El efecto del impacto, también daña la roca, pulverizando los granos de la formación
dejando escombros sueltos en los túneles recién creados. El daño debido al cañoneo
consiste en una zona aplastada alrededor del túnel con escombros en el interior del
conducto que individual y colectivamente pueden limitar, tanto la productividad como
la capacidad de inyección.
Remover los escombros y minimizar los daños causados por los cañones es esencial,
para asegurar el éxito del pozo en los reservorios menos prometedores.
5
1.4.2.2.-Variable Dependiente
El fomentar la importancia del conocimiento previo al programa de cañoneo, tiene
como propósito principal al establecer una buena comunicación entre el agujero y el
reservorio, y de las tecnologías revolucionarias que tienen el potencial de incrementar
dramáticamente la capacidad de producción de petróleo y gas.
Esto requiere, en su mayoría, procedimientos adicionales, algunas veces costosos, como
el bombeo de tratamiento (estimulación ácida, lavado con salmuera, fracturamiento
hidráulico, etc.); el uso de herramientas de limpieza especiales para el fondo del
pozo(chorros hidráulicos), propulsores ( tecnología Stimgun, la herramienta Stimtube
etc.) perforación desbalanceada estática y dinámica y procedimientos de completación;
al igual que otras herramientas y técnicas de manejo de escombros post-cañoneo (filtros,
magnetos, etc.)
1.5.- METODOLOGÍA
1.5.1.-Métodos
Este estudio se ha basado en el método inductivo sintético, partiendo de lo particular,
tratando los fundamentos básicos, concretos y determinados de los programas de
cañoneo; hasta sintetizar la investigación sobre las nuevas tecnologías para llegar a la
conclusión y generalización, dando posibles soluciones a los problemas planteados.
1.5.2.-Técnicas
De acuerdo a esta investigación las técnicas a utilizar van a ser Explorativa y
Explicativa con el fin de determinar las particularidades del proceso de cañoneo que nos
6
permita aclarar lo desconocido o poco conocido de este problema, ya que este tema no
ha sido abordado antes; junto con revisión de la literatura que me han llevado a guías e
ideas vagamente relacionadas con el problema en estudio explicativo, qué va más allá
de conceptos , respondiendo a los problemas planteados y el objetivo se centra en
explicar por qué ocurre un fenómeno y en qué condiciones se da éste y las variables
que están relacionadas.
La investigación contará con la técnica observacional en el campo SACHA 163D,
donde se programó el trabajo de cañoneo, y se obtuvieron las conclusiones respectivas y
las soluciones al problema.
1.6.-UNIVERSO DE LA INVESTIGACIÓN
1.6.1.- Delimitación Temporal: El período de investigación y observación ha sido
realiza en un lapso de seis meses desde diciembre 2010 hasta mayo 2011 este periodo
me ha servido para realizar, aprender y aplicar los conocimientos en este trabajo.
1.6.2.-Delimitación Espacial: Este estudio se va a realizar en el campo SACHA 163-D
que se encuentra ubicado en la provincia de Orellana en la región amazónica del
Ecuador, este campo está operado por el consorcio Río Napo que está compuesto por la
estatal Petroecuador y la venezolana PVDSA, con una producción de 50,800 barriles de
crudo.
7
CAPÍTULO II
CAPÍTULO II
2.- FUNDAMENTOS Y APLICACIONES DE LAS TÉCNICAS DE CAÑONEO
DE UN POZO
El cañoneo tiene como objetivo realizar túneles de conducción entre la tubería de
revestimiento y del cemento, que nos sirven de enlace entre los huecos del revestimiento
y las formaciones seleccionadas donde se encuentran los yacimientos de petróleo y gas,
todo mediante balas o cargas fulminantes especiales y detonadores eléctricos llamados
cañones. Sirve de enlace entre los yacimientos y los huecos revestidos con acero que
llegan hasta la superficie.
Los punzados desempeñan un papel importante en la producción de hidrocarburos desde
las pruebas de pozo para la evaluación del yacimiento, hasta la completación,
intervención o reacondicionamiento del pozo, constituyendo un elemento clave para el
éxito de la exploración y la explotación. Sin embargo, el disparo también daña la
permeabilidad1 de la formación alrededor de los túneles del mismo.
El proceso de disparo genera, en forma instantánea, orificios-disparos- en el revestidor
de acero en el cemento circundante y en la formación. En el pasado, los disparos a
menudo consistían, simplemente en orificios realizados en el acero del revestidor con
cortadores mecánicos. A partir de 1932 mediante disparo de bala y por bombeo abrasivo
desde 1958, más comúnmente detonando explosivos con cargas huecas especiales para
campo petroleros. Lejos de ser simple el disparo constituye un elemento complejo
dentro de la completación del pozo.(J.Simancas, 2005)
1
Permeabilidad: Facultad que la roca posee para permitir que los fluidos se muevan a través de la roca
9
El programa de cañoneo debe estar diseñado para lograr los siguientes objetivos
Evaluar los intervalos productores
Optimizar la producción y el recobro;
Optimizar la inyección y el recobro;
Aislar las zonas no deseables (cementación forzada)
El objetivo principal de la evaluación es identificar el método de cañoneo apropiado
para la producción efectiva del pozo.
Para lograr con este objetivo requiere una planificación cuidadosa en la que es necesario
tener en cuenta:
El tipo y tamaño de cañón;
Tamaño y peso del revestidor que se disparará;
Presión de la formación a cañonearse
Cada vez que se realiza un trabajo de cañoneo, las perforaciones tienen que penetrar el
revestidor e ir más allá del cemento en la formación petrolífera.
Estas perforaciones deben ser limpias, de tamaño y profundidad uniformes y no deben
dañar el revestidor ni la adherencia del cemento.
10
Las técnicas modernas de disparo no se pueden separar de otros servicios que mejoran
la productividad del pozo como la fracturación, la acidificación y el control o
prevención de la producción de arena.
Además de ser conductos para el ingreso el flujo de petróleo y gas, los orificios
proporcionan puntos uniformes para la inyección de agua, gas, ácido, geles como
agentes de sostén, que se utilizan para las estimulaciones por fracturación hidráulica, y
los fluidos que ubican la grava para el control de la producción de arena en formaciones
débiles y no consolidadas.
2.1.-
CARGAS
La carga moldeada típica es un dispositivo sencillo, se efectúa en menos de un segundo
por medio de cargas huecas que utilizan un efecto de cavidad explosiva, basada en la
tecnología de las armas militares con un revestimiento de partículas metálicas prensadas
llamadas liner para aumentar la penetración.
Las cargas consisten de un explosivo de alta sentividad y pureza denominada primer, un
casco, un liner cónico altamente explosivo conectado con una cuerda de disparo.
Una cuerda disparo activa el detonador y el explosivo principal, el liner colapsa y se
forma un chorro de alta velocidad de partículas de metal fluidizado que es impulsado a
lo largo del eje de carga.
11
En el gráfico 1 se puede ver los elementos de la carga explosiva, carga detonadora,
cubierta y cuáles son los lugares de ubicación en la misma.
GRÁFICO 1 ELEMENTOS DE LA CARGA
Fuente: Manual Teórico Práctico de Ingeniería de Completación y Rehabilitación de
Pozos. Escuela de Petróleos de U.C.V
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
Existen otros factores que se debe tomar en cuenta en el cañoneo de revestidores:
Soporte del revestidor por el cemento;
Espesor y resistencia del cemento;
Gradiente geotérmico2;
Temperatura de fondo.
En cuanto a la temperatura, existen cargas diseñadas para que resista hasta 300° F
durante cierto tiempo, y otras diseñadas para soportar temperaturas superiores a 300° F.
2
Geotérmico: Temperatura de las capas internas de la tierra
12
2.2.- EXPLOSIVOS
La carga está relacionada directamente con el desempeño del explosivo, ya que esta
energía que desprende el explosivo perforará
la tubería, el explosivo es rápido,
confiable y se consigue acopiar por mucho tiempo.
Los explosivos se clasifican de acuerdo a su velocidad de reacción los cuales son
Explosivos Bajos
Poseen una velocidad de reacción de 300/1500m/s, su
detonación se inicia por una llama o chispa, presentan un sensibilidad al calor.
Explosivos Altos Velocidad de reacción mayor a 1500 m/s su detonación es por
calor o percusión, este tipo de explosivos son los que mayormente se manejan en
la
industria
petrolera
PYX
(Picrilamino
dinitropiridina),
HNS
(Hexanitrostilbene), HMX (High melting Explosive), RDX (Royal Demolition
Explosive).
2.2.1- Sensibilidad
Medida de energía mínima de presión que se necesita va empezar la detonación de un
explosivo, esta medida nos dará la disposición con la que se inicia la detonación.
La distancia mínima a la que se deja bajar un peso sobre el explosivo para que empiece
su detonación es denominada sensitividad al impacto, mientras que sensitividad a la
chispa se denomina al aumento de energía que se compromete en la detonación del
explosivo
13
2.2.2.- Estabilidad
Se denomina a la propiedad del explosivo para soportar las altas temperaturas por un
largo espacio de tiempo, para poder tenerlos almacenados los explosivos deben tener
una alta estabilidad. Los diferentes explosivos están diseñados para responder según los
límites de temperaturas en el pozo.
El explosivo RDX (Royal Demolition Explosive) Es aplicado en patrones estándares de
los pozos mientas que el HNS3 es aplicado en temperaturas superiores a 400°F.
El nivel de temperatura está directamente relacionado con el tiempo de exposición,
basándose en este principio se puede hacer la selección del explosivo, la temperatura no
debe aventajar al tiempo de exposición.
2.3.- CONCEPTOS BÁSICOS(J.Simancas, 2005)
Estos conceptos van a permitir un mejor entendimiento del proceso, tipos y objetivos
del cañoneo.
2.3.1.- Densidad de Cañoneo: Número de cargas por unidad de longitud. Las más
utilizadas son de 2 a 4 TPP4y se puede aumentar de 8 a 12 TPP con el equipo necesario.
2.3.2.- Orientación de Tiro: Ángulo de cargas entre cargas. Se puede disparar con un
ángulo de 0°, 120°,180°.
3
HNS: Hexanitrostilbene explosivo de alta velocidad de reacción y detonado por calor o percusión.
TPP : Tiros por pie
4
14
2.3.3.- Separación de Cargas: distancia real entre la pared interior del revestidor y la
carga.
2.3.4.- Penetración: Distancia de la perforación efectuada por una carga dada.
Se calcula siguiendo la técnica API RP 19B (API Standard Procedure for Evaluation of
Well Perforations)
2.3.5.- Diámetro de entrada de la Perforación: Diámetro del agujero que se establece
en el revestidor mientras dura el proceso de cañoneo.
2.3.6.- Rendimiento de la Perforación Resultado real de la perforación en relación con
las pruebas en el núcleo.
2.3.7.- Factores de Efectividad Se determina mediante estos agentes
Clase de equipo usado en el proceso;
Cantidad y tipo de cargas del cañón;
Técnicas usadas en la completación del pozo;
Exclusividades de la tubería y del cemento;
2.4CAÑONES
Un cañón puede ser un tubo, laminilla alambre que sirve como portacargas en los
cuales son transportados los elementos explosivos existen dos clases de grupos los de
carga expuesta y los de carga no expuesta.
15
En la tabla 1 se ve los dos tipos de cargas, las cargas expuestas y las no expuestas
pudiéndose observar las diferencias de cada una de ellas especialmente con el fluido y el
recubrimiento.
Tabla 1 TIPOS DE CARGAS
Carga Expuesta
Carga No expuesta
Tienen contacto directo con el fluido
No tienen un contacto directo con el fluido
del pozo
del pozo
Tienen recubrimiento que puede ser un tubo
No tienen recubrimiento
de acero
Fuente: Manual Teórico Practico de Ingeniería de Completación y Rehabilitación de
Pozos. Escuela de Petróleos de U.C.V.
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
2.5.-MÉTODOS DE CAÑONEO DE UN POZO(J.Simancas, 2005)
Fundamentalmente existen tres técnicas de cañoneo utilizadas en la actualidad, las
variaciones son infinitas.
a. Técnica de disparo de sobre balance (“overbalance” Ph> Pf );
b. Técnica de disparo bajo balance (“ underbalance”Ph <Pf);
c. Técnica híbrida ( PACT “Positive Action Completion Tecnique );
16
2.5.1.- Técnica de Disparo Sobre balance
La presión hidrostática ejercida por el fluido de completación siempre debe ser mayor
que la presión de yacimiento, lo cual permite que, durante la operación del cañoneo, el
pozo se mantenga estático.
Esta técnica se aplica en un 90% de los pozos nuevos y los reparados.
Mediante esta técnica sólo se utilizan cañones transportados mediante cable energizado.
Su ventaja de que se puede disparar varios intervalos y el pozo se puede completar
selectivamente, sin mayor problema.
2.5.2.- Técnicas de Disparo Bajo balance
La técnica de disparar con un bajo balance de presión es la más difundida de
optimización de las terminaciones disparadas. Este método establece una presión
estática de pozo antes de los disparos, que es inferior a la presión de la formación
adyacente.
Mediante esta técnica, los cañones se bajan conectados mediante espaciadores del
mismo diámetro de los cañones, con cargas distribuidas “en multifase” (orientación) y
alta densidad de disparo. Dichos cañones pueden bajarse con una empacadura de prueba
o con la completación permanente.
17
La tubería de producción se baja seca, o parcialmente llena, para darle a la formación el
diferencial de presión requerido en el momento del disparo.
La sarta de cañones se ubica mediante un registro de correlación (Gamma Ray), luego
se asienta la empacadura. Durante el disparo, se abre una manga debajo de la
empacadura, para igualar presiones y permitir el paso del fluido del revestidor al interior
de la tubería de producción.
Normalmente el cañón se equipa con una cabeza detonadora en el tope de las
perforaciones, Esta se detona dejando caer una barra o aplicando presión hidrostática.
Al disparar, los fluidos del yacimiento entran violentamente a la tubería de producción a
través de la camisa deslizante. El cañón y la barra se dejan caer al fondo del pozo,
mediante un soldador mecánico o automático para así permitir los futuros trabajos de
cable eléctrico en el pozo.
Esto último, sólo se hace, si el cañoneo ocurre con la sarta de completación en sitio. En
los otros casos, se retiran los cañones y luego se procede a la completación.
2.5.3.- Técnica Híbrida
Como su nombre lo indica, combina la forma de cañonear al pozo en sobre balance
(“Casing Gun”), para luego correr en el pozo una sarta de prueba o de completación con
una empacadura y un disco de cerámica o de vidrio y la tubería parcialmente llena, a fin
de producir el mismo efecto que causa el disparo bajo balance .
18
Después de disparar el pozo en sobre balance, se baja la sarta de completación,
ajustando convenientemente el diferencial “a favor de la formación “y luego se deja
caer una barra de acero para romper el disco de cerámica o de vidrio a fin de que la
formación pueda fluir libremente limpiando las perforaciones.
Se han reportado resultados favorables de productividad, ligeramente iguales a los
obtenidos mediante la técnica de cañones transportados por tubería TCP. Para ejecutar
esta técnica, se recomienda una selección adecuada del disco de cerámico dependiendo
del diferencial que se utilizará. Igualmente, es necesario correr en la tubería de
producción un tapón inmediatamente encima del disco, con la finalidad de evitar su
rotura antes de tiempo.
Después de asentar la empacadura, se recupera el tapón y se prosigue con las
operaciones.
Las técnicas de completación de pozo utilizando bajo balance son ahora de uso común
ya que minimiza el daño de la formación debido al fluido de completación y limpia en
lo posible las operaciones. Sólo es necesario calcular el diferencial óptimo para obtener
máxima productividad.
Adicionalmente, existen modificaciones de técnicas de cañoneo. Una de ellas se
describe a continuación:
19
2.5.4.- Técnica de Cañoneo de Revestimiento con Cañones transportados con
tubería
En los pozos petroleros terminados a hoyo entubado se requiere cañonear el
revestimiento de producción, colocado frente a la zona productora, para producir los
fluidos en el yacimiento.
Este cañoneo se ha realizado con cañones transportados con cable eléctrico de los cuales
existen dos versiones:
Cañones de revestimiento;
Cañones de tubería.
Los cañones de revestimiento son usados sin tubería dentro del hoyo en zonas conocidas
manteniéndose lleno el pozo con una columna de fluido que ejerce una presión superior
al yacimiento. Por lo general, este tipo de cañón es de 4” externo y las cargas están
orientadas en varias direcciones
Los cañones de tunería se usan con tubería dentro del hoyo, lo que permite establecer el
paso de fluidos del yacimiento hacia el hoyo por diferencial de presión.
El diferencial de presión es efectivo únicamente al cañonear el primer intervalo, los
intervalos siguientes la presión en el intervalo del hoyo se estabiliza.
20
Los cañones de tubería se presentan en tamaños de 2 1/8” y 2 11/ 16” con las cargas
orientadas en un ángulo de cero (0) grados para obtener una mayor eficiencia.
Los cañones transportados con tubería (TCP), a diferencia de los cañones transportados
con cable, permiten abrir todos los intervalos con flujo hacia el hoyo debido a que todos
los intervalos son cañoneados al mismo tiempo de la zona productora.
Los cañones transportados además con tubería brindan la ventaja de poder usar
diámetros externos cercanos al diámetro interno del revestimiento a cañonear: lo que
hace posible orientar las cargas en diferentes direcciones sin pérdida de eficiencia.
2.6.- DESARROLLO
2.6.1.- Operación de los cañones transportados con tubería (TCP)
Los cañones transportados con tubería constituyen un método sencillo y seguro para
cañonear los revestidores de pozos petroleros profundos. Una vez que se colocan los
cañones en profundidad, según la medida de la tubería, se corre un registro de
correlación (rayos gamma) que permite que con una marca radioactiva colocada en la
sarta de tubería se pueda determinar la profundidad real de los cañones. De acuerdo a
la profundidad real, se precederá a bajar o levantar los cañones para colocarlos frente a
los intervalos a perforar, según sea el caso.
Para tener precisión en la correlación se debe asentar el obturador. De esta manera se
toma en cuenta para colocar los cañones, tanto el desplazamiento del mandril del
obturador, como el pandeo de la tubería del peso aplicado. Si las medidas se toman
21
correctamente, no es necesario otro registro de correlación después de mover la tubería,
lo cual disminuye el costo de las operaciones.
Después de colocados los cañones frente a los intervalos de interés y asentado el
obturador de producción con el peso adecuado, se procede a instalar y probar los
equipos de superficie para la producción del pozo: líneas, múltiple de flujo,
manómetros, etc.
Posteriormente, se procede a detonar los cañones utilizando el sistema seleccionado:
mecánico o hidráulico .El pozo debe estar abierto a producción al momento de detonar
los cañones, a fin de obtener una limpieza inmediata de los canales abiertos en la
formación. Después de concluido el periodo de limpieza o prueba de restauración de
presión, según sea el caso, se procede a controlar el peso con el fluido requerido y luego
se recupera los cañones detonados.
2.6.2.- Evaluación
Para la evaluación de los cañones transportados con tubería (TCP) se realizaron
comparaciones en
cuanto a eficiencias de producción de fluido, problemas
operacionales y costos involucrados. Las comparaciones se establecieron con tres zonas
cañoneadas en el mismo pozo con los cañones convencionales transportados con cable
eléctrico. Para la eficiencia de flujo se consideraron el efecto superficial y la relación de
daño. El efecto superficial representa la reducción en permeabilidad y capacidad de
22
flujo en la vecindad del hoyo, y la relación de daño, queda definida por el cociente entre
la producción teórica y real del pozo para unas condiciones determinadas.
2.6.3.- Programación de los Trabajos
2.6.3.1.- Temperatura
La efectividad de las cargas está relacionada tanto con la temperatura del pozo como
con el tiempo de exposición a dicha temperatura. El tiempo de exposición es de suma
importancia debido a que los cañones TCP están expuestos mayor tiempo a la
temperatura del pozo que los cañones transportados por cable eléctrico.
2.6.3.2.- Especificaciones de la Tubería, Camisa y Revestimiento de Producción
Las especificaciones de los tubulares del pozo se toman en consideración tanto para la
selección del tamaño de los cañones como del método de detonación de los mismos.
Los diámetros internos del revestimiento y camisa de producción definirán el diámetro
externo de los cañones utilizados.
2.6.3.3.- Zonas de Correlación
En vista de que los cañones transportados con tuberías no detectan los cuellos del
revestimiento de producción cuando se corre el registro de correlación, se necesita
estudiar las zonas o puntos de correlación para colocar los cañones en profundidad con
el registro de rayos gamma, el cual muestra la formación y el registro localizador de
uniones de la tubería. Por zonas de correlación se entiende puntos discretos,
23
generalmente zonas permeables que pueden ser distinguidas en cualquier registro de
rayos gamma.
2.6.3.4.- Fluido en el Pozo
La densidad y tipo de fluido dentro del pozo son factores de importancia que se toman
en cuenta en la planificación de los trabajos con cañones transportados con tubería. La
densidad se utiliza en los cálculos de pasadores de corte del sistema de detonación
hidráulico, así como también para los cálculos de la diferencia de presión al momento
de detonar los cañones. En cuanto al tipo de fluido siempre que se use lodo de
perforación se debe tomar la previsión de utilizar el método de detonación hidráulico, en
vez del método mecánico, debido a la posibilidad que existe de precipitación de sólidos
sobre el dispositivo de detonación mecánica, lo cual impediría que la barra de hierro
detonara los cañones.
2.6.3.5.- Seguridad
Además de los aspectos técnicos y operacionales considerados, también se toman
previsiones en cuanto a las medidas de seguridad. Los cañones utilizan 2 clases
detonadores eléctricos los cuales están expuestos a tensiones accidentales de energía lo
cual representa un peligro, la segunda clase son los detonadores a percusión o choque
que se utiliza en los sistemas TCP; se activan mediante una barra de disparo a una
membrana sellada a presión y activa un explosivo primario.
24
Entre las medidas de seguridad que deben ser tomadas, se encuentran las siguientes:
Apagar los radios transistores desde el inicio del ensamblaje de los cañones
hasta haber bajado 1,000´ dentro del hoyo, al igual que las máquinas de soldar
disponibles en el área;
También, una medida importante es la de colocar el detonador de las cargas a
unos 20´ de los cañones, separado por un espaciador; lo que permite desactivar
los cañones antes de ser sacados del equipo impide reventones5. En los casos en
que la barra lanzada desde la superficie para detonar los cañones se atasca en la
tubería existe la posibilidad de que dicha barra se salga de su posición de
atascamiento y se detone las cargas.
2.6.3.6.- Equipos Usados en la Evaluación de Cañones Transportados con Tubería
A continuación una descripción somera de estos equipos
a) Cañones TCP: Los cañones son la parte del equipo que contienen las cargas
explosivas que abren los orificios en el revestimiento de producción...Cuando el
intervalo a cañonear no es continuo, se intercalan las cargas con secciones vacías
o espaciadores.
b) Detonador de Carga: Es la parte del sistema que inicia la detonación de los
cañones transportados por tubería. En caso de ser un detonador mecánico, la
parte superior del mismo presenta una reducción del diámetro que impide que
los objetos extraños puedan detonar los cañones. Por otra parte, en el caso del
5
Impide reventones: Sistema que controla el “golpe de ariete”, el aumento repentino de la presión que
puede resultar en incendio.
25
detonador hidráulico que inicia la detonación de los cañones por efecto de
presión, el factor de seguridad se ajusta con los pasadores de corte.
c) Niple con Marcador Radioactivo: Consiste en un Niple de tubería normal con
una marca radioactiva cuya función es la de facilitar la colocación de los
cañones en la profundidad deseada. Cuando se corren los registros de
correlación Rayos Gamma-CCL, dicho registro detecta la formación, la
profundidad real y el Niple radioactivo colocado en la tubería. Utilizando la
distancia entre el Niple radioactivo y la primera carga de los cañones, se colocan
los mismos en la profundidad deseada. De ahí la importancia de colocar el Niple
radioactivo lo más cerca posible de los cañones. Dicho Niple se prepara
colocando una cinta radioactiva en la conexión del tubo o bien rellenando un
pequeño orificio con material radioactivo.
d) Obturador Recuperable: Tiene como función aislar el espacio anular entre la
tubería y el revestimiento de producción, para evitar que el pozo fluya por dicho
espacio. Además permite establecer la diferencia de presión entre el espacio
anular y la tubería cuando se utiliza el sistema hidráulico para detonar los
cañones. Con los equipos de prueba de formación se utilizan obturadores
recuperables de doble agarre; los cuales aseguran el hermetismo del espacio
anular
e) Junta de Seguridad: Es una herramienta que permite desconectar la tubería en
caso de producirse atascamiento de la sarta.
f) Martillo Hidráulico: Permite hacer impactos intermitentes en la sarta de tubería
a nivel del punto de atascamiento, facilitando la recuperación de la misma.
26
Dicha herramienta acumula presión hasta cierta tensión en la tubería,
produciéndose luego la percusión o impacto sobre la sarta.
g) Portador de Bombas Ameradas: Es la parte del equipo de prueba que sirve
para alojar los registradores de presión y temperatura utilizados en las pruebas
de formación para registrar la información en el fondo del pozo. El impacto de
los cañones al detonar produce daños en los registradores.
h) Válvulas de Prueba: Es una válvula de acción hidráulica con presión anular
(revestimiento- tubería) que permite cerrar el fondo del pozo. Dicha válvula se
baja al pozo cerrada, lo cual permite bajar con la tubería vacía o parcialmente
llena, según la diferencia de presión, deseada durante el cañoneo o prueba de
formación. En los trabajos realizados con cañones transportados con tubería,
activados por diferencias de presión, la válvula de prueba se calibra para que
abra a la presión de detonación de los cañones TCP.
i) Niple Transmisor de Presión: Es un dispositivo para registrar la presión debajo
de la válvula de prueba, cuando la misma está cerrada. La presión se transmite a
la superficie por medio de un cable eléctrico.
j) Válvula de Circulación: Es un dispositivo que permite la comunicación entre la
tubería y el espacio anular, bien sea para desplazar el fluido en la tubería por uno
más liviano o para controlar la presión del pozo con un fluido pesado.
2.7.- DETERMINACIÓN DEL DIFERENCIAL ÓPTIMO PARA CAÑONEO
BAJO BALANCE
Se debe determinar cómo cañonear una arena, de tal manera que la caída de presión sea
baja, la tasa de producción máxima, con bajo costo y alta seguridad.
27
El diferencial óptimo para cañonear bajo balance se determina por medio de ecuaciones.
Investigadores realizaron una correlación entre la permeabilidad y el diferencial mínimo
para obtener perforaciones limpias en arenas. Las perforaciones limpias se definieron
como aquellas que no mejoraban las tasas de producción en más de 10%, luego de un
tratamiento con ácido.
Para usar un diferencial de presión apropiado, necesario para minimizar el daño total en
el momento del cañoneo, conviene definir claramente que se entiende por formación
consolidada.
2.7.1.- Formación Consolidada
Se define una formación como consolidada cuando los granos de arena están
cementados o compactados lo suficiente, para que queden inmóviles y no fluyan, aún en
caso de que haya flujo turbulento de fluido en sus espacios porosos.
El grado de consolidación de una arenisca se identifica por contraste con las lutitas
adyacentes (encima o debajo), que están compactadas, de tal manera que el tiempo de
tránsito del registro sónico en las lutitas es de 90µseg /pie, o menos.
Velocidad de registro sónico menor de 90 µseg/pie o densidad de lutita mayor de 2,4
g/cc (formación consolidada)
28
2.7.2.- Formación no consolidada
Se define una formación como no consolidada cuando las formaciones de lutita
adyacentes tienen un tiempo de tránsito en el registro sónico mayor a 90µseg/pie
Velocidad de registro sónico mayor de 90 µseg/ pie o densidad de lutita menor de 2,4
gr/cc (formación no consolidada)
2.7.3.- Formaciones Laminadas
Presentan capas alternas de arenas y lutitas, las cuales varían de 2-10 mm de espesor.
Para yacimientos de petróleos y gas, en general, se hacen las siguientes observaciones:
Es difícil ver estas laminaciones en un perfil;
La permeabilidad vertical baja drásticamente;
Es difícil drenar el yacimiento si sólo se cañonea una parte en el tope del
yacimiento.
Es posible que la perforaciones en el tope se vengan en agua, lo que obliga a
perforar en la parte inferior para tener un buen pozo;
Se puede ayudar a drenar todo el intervalo ,cañoneado con una alta densidad de
disparos (12 TPP)
A manera de ejemplo, si las capas de arena forman el 25% del espesor total del
intervalo, con una permeabilidad de 1 Darcy, la permeabilidad promedio en la
totalidad del intervalo es de 250 md.
29
2.8.- TIPOS DE CAÑONES
Un sistema de disparo consiste de una colección de cargas explosivas, colocadas en
cañones y se bajan hacia el fondo del pozo hasta alcanzar la profundidad correcta por
intermedio de cables de acero, líneas de arrastre, tuberías de producción, sarta de
perforación y tuberías flexibles. Esta es una cadena explosiva que contiene una serie de
componentes de tamaño y sensitividad diferente.
2.8.1.- Cañones transportados con cable
El sistema de disparo bajado con cable (wireline) puede usarse antes de introducir la
tubería de producción, o después de introducir la tubería de producción.
La ventaja de efectuar el disparo previo a la introducción del aparejo es que se pueden
emplear cañones de diámetro más grande, generando un disparo más profundo.
Los componentes explosivos son montados en un portacargas el cual puede ser un tubo,
una lámina o un alambre. Los portacargas se clasifican en
1. Recuperables (no expuestas);
2. Semirrecuperables (expuestas);
3. Desechables (expuestas).
2.8.1.1.- Cañones Recuperables:
Consiste en un tubo de acero en el cual se fija la carga moldeada, son bajados con cable
de acero o línea de arrastre, tubería de producción o sarta de perforación maniobradas
por equipo de perforación o por tuberías flexibles.
30
Este tubo se sella a prueba de presión hidrostática, de modo que la carga está rodeada de
aire y presión atmosférica. En estos cañones las cargas se encuentran dentro de
transportadores huecos de acero que son recuperados. Cuando se detona la carga, las
fuerzas explosivas expanden al tubo ligeramente y éste se puede sacar fácilmente del
pozo. Los residuos de los explosivos y lámina portadora son recuperados y
prácticamente no queda basura en el pozo.
GRÁFICO 2 CAÑÓN Y EXPLOSIVO
Fuente: Manual Teórico Practico de Ingeniería de Completación y
Rehabilitación de Pozos. Escuela de Petróleos de U.C.V.
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
Estos cañones tienen las siguientes ventajas y desventajas
31
Ventajas
No dejan residuo en el pozo;
No causan deformación de la tubería de revestimiento;
Son seguros desde el punto de vista operacional, ya que los componentes
explosivos están completamente cerrados;
Se puede operar a grandes profundidades y a presiones relativamente altas
Puede hacerse selectividad de zonas con su uso;
Poseen buena resistencia química.
Desventajas
Su precio es más elevado que los otros tipos de cañones;
Su rigidez limita la longitud de ensamblaje, especialmente para cañones de gran
diámetro;
En cañones pequeños, se limita la cantidad de explosivos que puede ser
utilizada, debido al tamaño de la carga. Por lo tanto, se reduce la penetración que
se puede alcanzar con este cañón.
2.8.1.2.- Cañones Semirrecuperables
Consta de un fleje recuperable de acero o alambre donde van montadas las carga. Estas
se encuentran recubiertas de cerámica o de vidrio, y los desechos, después de la
detonación, se parecen a la arena o grava. Soporta la presión y desgaste, y las cubiertas
de cerámica son resistentes a las sustancias químicas.
32
2.8.1.3.- Cañones Desechables o No Recuperables
Estos cañones son utilizados en operaciones realizadas a través de la tubería de
producción y se bajan con cable de acero eléctricos y línea de arrastre, en este tipo de
cañones las cargas están expuestas a las condiciones del pozo, esto lleva a tener a las
cargas encapsuladas en contenedores separados e invulnerables a la presión.
De las tres clases los más utilizados son los recuperables; le siguen en orden los
Semirrecuperables y luego los desechables. El favoritismo por los recuperables se debe
a que prácticamente no dejan residuos, hacen los huecos más uniformes y el daño al
revestidor y al cemento6 es insignificante, a diferencia de los otros dos, los cuales
normalmente se utilizan para cañoneo a través de tubería de producción. Todos estos
cañones transportados con cable eléctrico, normalmente, se disparan en condiciones de
sobre balance.
Tres tipos de carga se muestran en el gráfico 3
6
Cemento Mezcla o lechada para endurecer las paredes del pozo
33
GRÁFICO 3 TIPO DE CARGA
Fuente: “Análisis Técnico-Económico del uso de las diferentes técnicas de cañoneo en
los campos operados por Petroproducción”
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
2.8.2.- Cañones transportados con tubería (TCP), los cuales son accionados
mediante barra detonadora o mediante presión hidrostática
Dentro de la segunda clase se tiene un solo tipo de cañón, el más recientemente,
denominado “Tubing Conveyed Perforator” (TCP) o cañones transportados con tubería.
34
GRÁFICO 4 TIPO DE CARGA
Fuente: Manual Teórico Práctico de Ingeniería de Completación y Rehabilitación de
Pozos. Escuela de Petróleos de la U.C.V
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
Los cañones se bajan utilizando una tubería con empacadura de prueba (gráfico 4). El
procedimiento es el siguiente.
1. Se baja la tubería con la empacadura de prueba
2. Se establece un diferencial negativo de presión
3. Se baja el cañón, con equipo de guaya7. Generalmente se usan cañones no
recuperables o parcialmente recuperables.
La tubería de producción con empacadura permite el desplazamiento del flujo de
completación por un fluido de menor densidad como por ejemplo gasoil.
7
Guaya: Cable eléctrico
35
Este desplazamiento de puede realizar a través de las camisas de separación, las cuales
se cierran con equipos de guayas. Otra alternativa consiste en achicar la tubería con
empacadura asentada, hasta lograr una columna de fluido que permita obtener un
diferencial negativo después del cañoneo.
Esta opción tiene las siguientes ventajas / desventajas
Ventajas
Permite obtener una buena limpieza de las perforaciones;
Puede utilizar diferentes valores de presión negativo junto con cañones
grandes;
Permite altas densidad de disparo;
Se obtiene perforaciones de buena calidad;
Alta aplicación en el control de arena para mejorar la tasa de penetración;
Reduce el tiempo de operación;
Mayor seguridad
Desventajas
Alto costo;
No puede haber selectividad en el cañoneo;
Al probar otro intervalo, se debe controlar el pozo, con el cual se exponen las
zonas existentes a los fluidos de control;
El hecho que estos cañones TCP se bajen con tubería permiten que la formación
perforada se pueda disparar bajo-balance, o sea que al momento de disparar los
cañones la presión hidrostática en la tubería sea menor que la presión del
36
yacimiento. Esto origina flujo inmediato al pozo y permite que, tanto la zona
lavada como los túneles dejados por los disparos, puedan limpiarse
instantáneamente.
2.9.- DIVERSIDAD DE TÉCNICAS DE CAÑONEO
2.9.1.- Técnicas de Wireline Convencional
Este sistema de cañoneo se lo realiza utilizando una unidad de cable eléctrico (gráfico5),
portadores de carga jet son los dispositivos más usados para lograr este propósito.
El cañoneo efectuarse en condiciones de sobre –balance hacia la formación, es decir,
que la presión hidrostática necesaria para matar al pozo es mayor o igual que la presión
de formación, esto se hace con el fin de evitar el soplado de los cañones hacia arriba,
altas presiones en el espacio anular y en la superficie.
37
GRÁFICO 5 PUNZAMIENTO CON WIRELINE
Fuente Manual Teórico Práctico de Ingeniería de Completación y Rehabilitación de
Pozos. Escuela de Petróleos de la U.C.V
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
Los tipos de portadores jet están basados en el área de aplicación y son de dos tipos:
Casing gun (Tipo de cañón que sirve para punzonar el casing) y Through tubing
(cañones que son de menor diámetro que el casing gun y que son bajados a través de la
tubería de producción).
Los casing gun son usados para punzonar casing de gran diámetro, todos son
recuperables, algunos son reusables. Los Through tubing son usados para punzonar
casing bajo tubing, y el tubing en sí; son recuperables e igualmente reusables
38
2.9.2.- Cañones por Revestidor (Casing Gun)
Estos cañones se bajan por el revestidor y se manipulan por medio de cable eléctrico;
son afines a los Through tubing pero poseen un diámetro más grande.
Generalmente la carga se coloca en soportes recuperables. Un ejemplo de casing guns
puede ser
HEGSHigh Efficiency Gun Shot
PPGPort plug
HSD High shot density
El procedimiento de cañoneo deben ser realizados con el pozo en condiciones de sobre
–balance, para impedir el soplado que consiste en enviar los cañonea hacia arriba. Este
estado de sobre balance deja los orificios perforados taponados por los restos de las
cargas, estos residuos son difíciles de remover achicando el agujero, reduciendo la
permeabilidad en un 80% en la zona compactada
Esta operación (Casing Gun) tiene las siguientes ventajas / desventajas
Ventajas
Son más eficientes que los de tubería en operaciones de fracturamiento o
inyección;
No dañan el revestidor cuando se usan con cargas tipo chorro;
Son útiles en perforaciones donde existen zonas dañadas por fluido de
perforación o por deposición de escamas, debido a su alta capacidad de
penetración
En caso de que falle el método tiene una pérdida de tiempo mínimo
39
Opción para cargas de gran diámetro de entrada y cargas de alta penetración
Existe la posibilidad de cañonear en forma irregular.
Es un método económico comparado con los cañones transportados por tubería
de producción
Es factible disparar en zonas de alta presión
Hasta 12 DPP con operación de 4 a 8 horas
Operación rápida aumentada el rango de temperatura para las cargas usadas.
Elección del tamaño del cañón compatible con diámetro de la tubería de
revestimiento
Desventajas
•
La parte frágil de sistema es el cable eléctrico
•
Se dispara con pozo lleno de fluido de matado
•
Durante la operación se debe detener las comunicaciones de radio, sueldas ya
que puede obstruir en el disparo.
En el gráfico 6 están los tres sistemas de cañoneo
40
GRÁFICO 6 TIPOS DE SISTEMAS DE CAÑONEO
Fuente Manual Teórico-Práctico de Ingeniería de Completación y Rehabilitación de
Pozos. Escuela de Petróleos de la U.C.V.
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
2.9.3.- Through Tubing
Los cañones bajados a través de la tubería de producción con cable eléctrico son muy
utilizados para cañonear pozos productores o inyectores, ya que se puede usar un
diferencial pequeño de presión estático a favor de la formación y esta se puede ser usada
41
sin soplar las herramientas hacia arriba, esto no es suficiente para remover las partes de
las cargas y la zona compactada que se hace alrededor del agujero
Ventajas
Para una pequeña zona reacondicionamiento o completación no se solicita el
uso del taladro
Un posicionamiento lo logramos con el registro CCL
Ya que al ser perforados con un pequeño bajo balance esto permite que los
fluidos limpien las perforaciones recién realizadas
Desventajas
Tenemos reducidas penetraciones
El pequeño diferencial de presión a favor de la formación solo se puede aplicar
en la primera zona debido a las restricciones en el lubricador, punto débil del
cable o en la tubería de producción.
2.9.4.- Técnica PURE(Calad, 2002)
Proceso patentado por Schlumberger de operaciones de disparos para la explotación
total del yacimiento, e aplicable a portacargas, pistolas operadas con cable o con línea
de acero y a sistemas de pistolas bajados con tubería flexible o con tubería de
producción (TCP),ya sea en terminaciones, incluyendo los pozos horizontales.
Este sistema perfecciona el bajo balance dinámico del pozo que se produce justo
después del tune de disparo, esto controla el bajo balance dinámico óptimo en lugar de
tener que depender de la presión estimada del yacimiento.
42
Este método es más efectivo que los métodos convencionales de perforación con bajo
balance, logrando perforaciones limpias y una mayor productividad. En el método
PURE los disparos son diseñados a la medida de las necesidades, cargas huecas
especiales y configuraciones de cañones diseñados con un fin específico, para generar
un alto nivel de bajo-balance dinámico, esta técnica mejora la productividad del pozo.
Esta técnica tiene óptimos resultados en formaciones tanto blandas como duras y en
yacimiento de gas y petróleo.
Ventajas
Minimiza o elimina el daño por disparo y aumenta la productividad
No es indispensable tener un bajo balance estático antes de disparar, pero si sería
aconsejable para evitar la invasión de fluidos al reservorio
Reduce la onda de choque en el pozo por lo tanto la presión dinámica
Se puede usar con Wireline, TCP, Coiled tubing, Slickline.
Mejora la acidificación y las operaciones de fracturamiento hidráulico, así como
los resultados del tratamiento
Mejora la productividad y la limpieza de las perforaciones
Minimiza la perturbación del enlace hidráulico entre el cemento y la superficie
de contacto con la arena
Todos los pozos son viables para esta técnica ya que todos son productores o inyectores,
aplicando la ejecución de simulaciones con el programa SPAN nos ayudaría a
determinar si sería útil para un pozo.
43
La mayoría de los pozos de inyección son excelentes candidatos para la aplicación de
esta técnica como también en formaciones de baja permeabilidad solicitan un bajo
balance de presión extremadamente alto para la limpieza de los disparos, la presión
requerida pueden ser difíciles de controlar durante las operaciones de disparos
convencionales en condiciones de bajo-balance estático.
Es difícil de obtener bajo balance estático con los pozos horizontales desplazando los
fluidos con un líquido más liviano o gas que también son dañinos en un pozos, estos
daños se eliminarán con tratamientos ácidos en la zona vecina al pozo, con el uso del
TCP se puede obtener cualquier nivel de bajo balance.
2.9.5.- Técnica de cañoneo con eFire-Slickline(Calad, 2002)
Este sistema es una cabeza de disparo programable que se recurre para detonar
explosivos en el fondo del pozo, y da al operador un control de las operaciones, la
cabeza usa una única secuencia de códigos de tensiones (señales) sobre la línea de
slickine para establecer pulsos de presión, los cuales se administran al sistema especial
para comunicarse con una cabeza de disparo La cabeza del eFire –Slickline es
completamente vigilada desde la superficie y no requiere pre registros de medidas
debajo del pozo.
La cabeza del eFire-Slickline maneja 2 técnicas, la primera es examinar las órdenes en
formas inteligentes enviadas desde la superficie y la otra señal es para empezar la
detonación.
44
Está tecnología es considerada como innovadora, el detonador llamado SAFE (Slapper
Actuated Firing Equipment) (Calad, 2002)que no incluyen explosivos primarios y IRIS
(Intelligent Remote Implementation System)(Calad, 2002), es el software que busca
ordenes de la superficie.
Propiedades
Opera con una mezcla codificada de la serie en el cable de acero que se
convierte en pulsaciones de presión por medio de un convertidor de tensión
localizado en la cabeza de la herramienta.
Los que inician la secuencia de disparo son los circuitos controladores
La cabeza puede trabajar hasta con 15,000 psi de presión y 320°F de
temperatura y con
en condiciones del pozo
Se lleva a cabo una registro de trabajo y se almacena en un chip (firmware)
Solo a comandos de superficie las herramientas y no interfieren a las
condiciones del pozo para disparar en pozos con operaciones de radio
comunicación, soldaduras y protección catódica.
2.9.5.1.- Operación
Para un buen desenvolvimiento de la cabeza en el interior del pozo se la acopla a una
computadora y se revisa la batería, circuitos de control, iniciadores y el sistema de
disparo, la computadora también efectúa la secuencia total de disparos y los monitorea.
45
La herramienta es configurada con la información del pozo y los comandos de disparo
dependiendo del tipo y de las limitaciones de las operaciones planteadas.
El operador establece la presión mínima de armado y el tiempo.
Ya cuando los parámetros de los disparos son establecidos la herramienta es adjuntada a
los componentes de balística. El dispositivo de detonación es colocado en el fondo de la
herramienta donde anteriormente la computadora fue colocada, Encima del detonador
son colocados otros mecanismos de detonación.
Ventajas
La cabeza de disparo eFire-Slickline es segura para radio frecuencia
Se excluye la corrida de registros eléctricos
Menos trabajadores bebido a que es fácil de armar y su levantamiento y se tiene
un control total en la operación por el disparo selectivo
Nivel alto de seguridad provista por las señales de ordenes única de las
pulsaciones de presión
La operación es exitosa en situaciones cambiantes y el cualquier tipo de pozo.
2.10.- ESTANDARIZACIÓN DEL PROCESO DE CAÑONEO
Es imposible evaluar el proceso de cañoneo, sin embargo hay una norma para evaluar el
desempeño de la cargas, esto nos puede una pauta para realizar el programa de cañoneo,
46
la geometría de penetración y el comportamiento del pozo. En el 2000 el API 8divulgó
la norma RP 19B la que reemplazó a la norma RP 43.(Baxter Dennis, 2009)
En el 2006 la segunda edición suministra a los productores 5 secciones que describe
abreviadamente el procedimiento.
En la sección I se maneja equipos de pozos estándares que disparan a un objeto de
concreto, que se encuentra alrededor de una sección de tubería de revestimiento, deben
satisfacer las exigencias de resistencia a la compresión y la duración de la penetración.
La sección II trata de la evaluación de las características físicas y de flujo mediante un
solo disparo utilizando un núcleo de arena Berea, sometido a temperaturas y presiones
determinadas en un laboratorio, no se reproduce las condiciones de un yacimiento, si no
las características de la roca.
La sección III es la que mide los efectos de la temperatura en el sistema de cañones, las
cargas son detonadas en las placas de acero el diámetro de las cargas y la penetración
es comparada con el sistema elevado la temperatura y la otra en condiciones normales.
En la sección Irse determina el comportamiento del flujo, en un recipiente que tiene tres
partes cámara, núcleo, sistema que lanza el fluido, facilita la medición de la eficiencia
de flujo en los núcleos.
8
API Instituto Americano del petróleo
47
La sección Proporciona un procedimiento para medir el volumen de desechos que se
evacúan de la pistola de disparo después del cañoneo.
2.11.-OPERACIÓN DE CAÑONEO
El cañoneo para la producción o evaluación de pozos petroleros se puede realizar bajo
dos condiciones generales:
2.11.1.- Diferencial de Presión Positivo
El diferencial de presión se define como la deferencia de presión que ejerce la columna
hidrostática a la profundidad de la arena cañoneada, menos la presión de formación de
esa arena. En operaciones de cañoneo, la columna puede ser de: lodo, salmuera9, diesel
o fluidos especiales.
Cuando la presión de la columna es mayor que la presión de la formación se obtiene un
diferencial de presión positivo.
Cuando se cañonea con un diferencial de presión positivo y con una columna de lodo,
usualmente se produce taponamiento de algunas de las perforaciones. Esto se debe a
que es fundamental un fluido de control de perforación
Generalmente, el daño causado por el lodo es parcialmente irreversible. Es decir, aun
cuando se ejecutan posteriormente operaciones para reducir la columna hidrostática
9
Salmuera: Agua salada
48
(achique o suaveo) es prácticamente imposible obtener una limpieza completa de las
perforaciones.
2.11.2.- Diferencial de Presión Negativo
Cuando la presión de la columna hidrostática a la profundidad de la arena cañoneada es
menor que la presión de la formación, se obtiene un diferencial negativo. El cañoneo
óptimo se obtiene con un diferencial de presión negativo y con fluidos libres de sólidos,
es decir, limpios.
Es muy importante tomar las precauciones de seguridad necesarias, cuando se cañonea
con un diferencial de presión negativo. Las altas presiones de la formación se
manifiestan muy rápidamente en la superficie. Por lo tanto, es necesario controlar el
pozo de una manera segura.
2.11.3.- Duración de las Operaciones
El tiempo de las operaciones varían en cada pozo, si los intervalos son verticales y
cortos en condiciones de desbalance o sobrepresión, frecuentemente el disparo operado
por cable se realiza en varias horas, si el intervalo es más largo o tiene varias secciones,
las operaciones mediante cable requieren más de un viaje lo que no permite el uso de
desbalance durante la corrida sucesivas de los cañones. A medida que se incrementa la
desviación del pozo, el tiempo de operación también aumenta, si el peso de la sarta de
cañones es mínimo se necesita un equipo de control de la presión en la superficie,
cuando la desviación es mayor de 65° se utiliza otros métodos de transporte como TCP
49
aumentando el tiempo. La operación con TCP es más corta que la efectuada con cable
de acero si los intervalos son más largos y se puede operar con desbalance para mejorar
la limpieza de los cañones.
2.12.- PARÁMETROS QUE AFECTAN LA EFICIENCIA DEL CAÑONEO
Para discutir la eficiencia del cañoneo, los parámetros se deben separar entre los
correspondientes a las operaciones y aquellos que dependen de la formación objeto de
las operaciones.
2.12.1- Atribuidos al proceso de cañoneo
Desde el punto de vista del proceso operacional se tiene:
2.12.1.1.-Configuración de la Carga
La configuración de la carga es de importancia fundamental. Esto incluye su ubicación
relativa dentro del pozo. Así, la distribución del explosivo y su densidad determinan la
velocidad de la detonación y pueden tener una influencia aún mayor que la cantidad
total de explosivo usada.
2.12.1.2.-Diámetro del Cañón
Es evidente que para tener una mayor penetración no se requiere necesariamente un
aumento en la carga explosiva.
50
Se puede concluir que el tamaño (diámetro) de la carga es el factor determinante de la
penetración y no la cantidad de carga. Sin embargo, para estimar el grado de
deformación del revestidor. Es necesario tomar en consideración la cantidad de la carga
2.12.1.3.- Separación entre el Cañón y la Zona Cañoneada
La separación existente entre la pared interior del revestidor y la carga, afecta el grado
de penetración de la perforación.
2.12.1.4.-Tipo de Material del Revestidor
Este es otro factor de importancia. Así por ejemplo, al usar un revestidor N-80 en lugar
de un J-55, se reduce al diámetro de la perforación en aproximadamente 10% .También
se debe esperar variaciones en función del espesor de pared del revestidor.
2.12.1.5.- Taponamiento de los disparos
El taponamiento de los disparos con residuos del recubrimiento metálico puede ser muy
severo. Mediante el empleo de recubrimientos cónicos elaborados con metal
pulverizado, los residuos mayores han sido eliminados en varias de las cargas
especiales. Los residuos del recubrimiento también se forman, pero son acarreados al
fondo del agujero en forma de partículas del tamaño de arena o más pequeña. Las
pruebas superficiales a presión atmosférica, no son confiables para evaluar este tipo de
taponamiento de los disparos, debido a que los residuos frecuentemente son desviados
de los disparos a la presión atmosférica.
51
Los disparos tienden a llenarse con roca de la formación, con sólidos de lodo, y residuos
de las cargas cuando se dispara en lodo. Estos tapones no son fácilmente removidos por
el contra flujo. La presencia de partículas compactadas y trituradas de la formación
alrededor de los disparos reduce aún más la probabilidad de limpiar los disparos. Los
lodos con alta densidad mezclados con sólidos pesados, provocan la formación de
tapones densos en los disparos.
Cuando se abren algunos disparos que requieren una presión diferencial baja, el flujo a
través de estos disparos dificulta la creación de la mayor caída de presión requerida para
abrir más disparos. En formaciones estratificadas, como las constituidas por secuencia
de lutita y arena, un gran número de disparos permanecen taponados y pueden evitar
que se drenen algunas zonas específicas. Cuando están taponadas, o parcialmente
obturadas, una o más zonas en un yacimiento estratigráfico, las pruebas de formación,
las de producción y las mediciones del índice de productividad, puede proporcionar una
evaluación errónea sobre el daño del pozo, su productividad y su recuperación.
2.12.1.6.- Necesidad de controlar el claro de los cañones
Un claro excesivo con cualquier cañón o chorro puede ocasionar una penetración
inadecuada, un agujero de tamaño inadecuado y una forma irregular de los agujeros.
Los cañones a bala deberán generalmente dispararse con un claro de 0,5 pulg, para
evitar una pérdida apreciable en la penetración. Generalmente los cañones a chorro
convencionales de diámetro grande, presentan poco problema, excepto cuando se
dispara en tuberías de revestimiento de 9 5/8 pulg o mayores.
52
El control del claro puede lograrse a través de resortes tipo deflectores, magnetos y
otros procedimientos. Dos magnetos, uno localizado en la parte superior y en el otro el
fondo de las pistolas que se corren a través de la tubería de producción se necesitan
generalmente, para aumentar la probabilidad de obtener un claro adecuado.
Dependiendo del diseño de los cañones y las cargas, generalmente se obtiene una
máxima penetración y tamaño de agujeros con claros de 0 a 0,5 pulg, cuando se usan
cañones a chorro. Con algunos Casing se han observado cambios notables en el tamaño
de los disparos al aumentar el claro de 0 a 2 pulg. En algunos casos la centralización de
los cañones produce agujeros de tamaño más consistente y satisfactorio. Cuando los
claros son mayores de 2 pulg, es generalmente conveniente descentralizar y orientar la
dirección de los disparos de los cañones.
La centralización de los cañones no es recomendable para cañones a chorro que se
corren a través de la tubería de producción, están generalmente diseñados para
dispararse con un claro igual a cero. Los cañones con cargas a chorro giratorias pueden
generalmente aliviar el problema del claro cuando se corren a través de las tuberías de
producción. Sin embargo se pueden tener residuos y problemas mecánicos bastantes
severos.
La distancia ente cañón y Casing viene dada por el diámetro del cañón a usarse en
determinado Casing. Se debe tomar en consideración que al tener el mayor diámetro de
cañón se puede ubicar dentro de estas cargas de mayor tamaño, por tanto, tiene mayor
penetración en los disparos a mayor densidad de disparos. Tenemos límites en cuanto a
53
tamaño del cañón a meter en un Casing ya que luego que el cañón ha sido disparado su
diámetro externo cambia y se debe tener en cuenta que si su diámetro externo aumenta
demasiado, de pronto se puede quedar atorado en el fondo y sería muy difícil al pescarlo
por el pequeño espacio entre el Casing y el cañón.
2.12.2.-Características del yacimiento
En lo referente a las características del yacimiento que afectan al diseño y
comportamiento del cañoneo, se tienen las siguientes:
2.12.2.1.- Efectos del Desbalance
Las iniciativas de disparo con desbalance han llegado a alto nivel de sofisticación como
efecto con el hardware para los sistemas TCP y PCP y aparatos de anclaje por cable de
acero, en cualquier método es operable con el desbalance suficiente. En yacimientos
agotados, pozos poco profundo o pozos con disparos abierto es difícil de alcanzar el
nivel óptimo de desbalance, pero son excepciones. Bajo ciertas condiciones, un alto
nivel de desbalance es necesario para limpiar los disparos y generar el flujo posterior al
disparo.
El modo en que el pozo es completado ejerce una gran influencia en su productividad.
Existen dos técnicas que pueden aplicarse durante la ejecución de los disparos:
Sobre- balance
P .hidrostática > P. formación
Bajo- balance
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P. hidrostática < P. formación
El objetivo de una terminación sobre balance fracturar la formación al momento del
disparo. Sin embargo si la presión no es alcanzada después del disparo y antes de que
fluya el pozo, se forman tapones con los residuos de las cargas.
Después de dejar fluir el pozo, es posible que aún se tenga una perforación parcialmente
taponada y una zona compactada de baja permeabilidad. En el gráfico se ve el efecto de
la presión diferencial antes de realizar el proceso de cañoneo en la formación.
GRÁFICOS 7 EFECTOS DE LA PRESIÓN DIFERENCIAL PREVIA AL
DISPARO
Fuente: “Análisis Técnico-Económico del uso de las diferentes técnicas de cañoneo en
los campos operados por Petroproducción”
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
Cuando se tiene una terminación diferencial bajo balance los residuos de las cargas y la
zona comprimida podrían ser expulsados por la acción del brote de flujo de terminación.
55
El potencial de los disparos en condiciones de desbalance fue reconocido en los 60, ya
que se notó un incremento en la producción y la eficiencia del flujo ya que
inmediatamente después al disparo, el flujo limpiaba los disparos.
Sin embargo, usar presiones diferenciales muy altas es inadecuado pues arriba de cierto
valor no se obtiene ninguna mejora en el proceso de limpieza. Una presión diferencial
excesiva puede provocar arenamiento o aporte de finos de formación que impedirán el
flujo a través de la perforación, o un colapso de la tubería de revestimiento.
A partir de 1989 se calcularon las presiones de desbalance mínimas y máximas basadas
en la producción potencial de arena a partir de las velocidades sónicas para los pozos de
gas.
Para calcular la presión diferencial tenemos que tomar en cuenta los siguientes
parámetros:
Grado de consolidación de la formación;
Permeabilidad de la formación;
Fluido en los poros ;
Presión de colapso de las tuberías y equipo;
Grado de invasión del fluido de perforación;
Tipo de cemento.
56
La magnitud de la presión diferencial negativa dependerá básicamente de dos factores:
La permeabilidad de la formación
El tipo de fluido
2.12.2.2.- Consecuencias de usar fluidos limpios
La productividad del pozo, en todos los pozos de arena y carbonato, será maximizada
por el cañoneo en aceite o salmuera limpios con una presión diferencial al favor de la
formación, además es necesario tener un periodo de limpieza de los punzamientos. Si el
pozo está cerrado hay que recuperar los cañones antes de completar la limpieza de todos
los punzamientos ya que muchos de estos podrán permanecer taponados debido a un
asentamiento de sólido en el pozo durante el periodo de cierre.
2.12.2.3.-Resistencia de la formación
La resistencia de la formación es un factor importante que influye en la penetrabilidad
de las “balas” o “chorros” del cañoneo.
Por ejemplo, con la penetración a chorro de roca de alta resistencia, se obtiene
aproximadamente, el doble de la penetración que se logra usando cañones de bala. En
cambio en rocas de baja resistencia (con esfuerzo de compresión menores de 600 psi), el
uso de balances es más efectivo.
57
2.12.2.4.-Temperatura
Este factor afecta la naturaleza de la carga. La mayoría de los cañones a chorro usan
explosivos a base de ciclorita, los cuales se pueden usar igualmente hasta la temperatura
de 340°F (171°C), es necesario usar un equipo especial de cañoneo. Es posible dañar el
pozo, si no se usa el equipo espacial cuando su temperatura excede los 340° F.
La mayoría de cañones desechables que existen actualmente en el mercado no deben
usarse en pozos de temperatura sobre los 300°F (149°C).
2.12.2.4.1.- Alta Temperatura
El efecto negativo de un ambiente de alta temperatura en un proceso de cañoneo se
puede resumir en las siguientes observaciones:
A medida que aumenta la temperatura, aumenta la posibilidad de tener
explosiones espontáneas;
Los cañones de alta temperatura producen, por lo general, una penetración
menor que los convencionales;
Los cañones de alta temperatura son, usualmente, más costosos y no permiten
una selección muy amplia de cargas.
58
2.12.2.4.2.- Baja Temperatura
Cuando se opera un cañón de baja temperatura, cercano a su límite máximo de
temperatura, es necesario tomar las siguientes precauciones.
Circular el pozo con fluidos de baja temperatura para disminuir la temperatura en el
fondo del pozo. Esto se recomienda especialmente cuando se emplean cañones de
tuberías, los cuales se pueden introducir al pozo después de detener el proceso de
circulación.
En algunos casos existe la interrogante acerca de si se pueda exceder el límite de
temperatura del cañón, antes que se produzca el disparo. En pozos de temperatura muy
alta, es posible que la única alternativa sea usar un sistema de cañoneo en el que todas
las cargas están diseñadas para altas temperaturas. Sin embargo, aún en ese caso, lo
fundamental es el detonador de la temperatura, ya que si este se dispara, el resto de las
cargas pueden no lograr el efecto de perforación.
2.13.- PARÁMETROS DEL DISPARO
Para que sean efectivos los disparos deben atravesar el daño inducido por la perforación
y la invasión del fluido del pozo.
5
59
2.13.1.- La Penetración de las Perforaciones
Al diseñar cualquier carga moldeada puede obtenerse una mayor penetración
sacrificando el tamaño del agujero. Debido a que una máxima penetración parece ser
más importante. Con fundamentos en los cálculos teóricos de flujo, se han solicitado
frecuentemente a la industria petrolera, y se han recibido a menudo, cargas de mayor
tamaño del agujero. Cuando se perfora tuberías de revestimiento de alta resistencia y de
pared gruesa o formaciones densas de alta resistencia, probablemente se requiera una
penetración máxima aun cuando el tamaño del agujero sea reducido hasta 0,4 pulg
Las perforaciones deben extenderse algunas pulgadas dentro de la formación,
preferiblemente más allá de la zona que se daña a consecuencia de la invasión de los
fluidos de perforación.
Sin embargo, en situaciones normales, debido a la dificultad en remover el lodo, los
residuos de las cargas, las arenas y las partículas calcáreas de un disparo del diámetro y
la formación, deberá normalmente tener un diámetro mínimo de entrada de 0,5 pulg,
con un agujero liso y de tamaño uniforme de máxima penetración.
2.13.2.- Densidad y Distribución Radial de la Perforaciones
La densidad de disparo y la orientación desempeñan patrones importantes, el aumento
de la densidad de disparo reduce el daño provocado por los disparos y los pozos
producen a presiones inferiores, cuando los pozos presentan formaciones laminares
existen grandes diferencias entre las permeabilidades vertical y horizontal, por lo que es
necesario una elevada densidad de disparo.
60
A medida que nos acerca al factor de daño cero la densidad de los disparos toma
importancia.
Es necesario establecer una combinación adecuada entre la penetración y el diámetro de
entrada de la perforación. Evidentemente, las primeras pulgadas de penetración son las
que poseen un mayor efecto en la profundidad. La influencia de la densidad del cañoneo
también es notable.
Por ejemplo, una densidad de 4 TPP y de apenas 2 pulgadas de penetración ofrece una
relación de productividad sustancialmente mayor que cuando le densidad es de tipo 1
TPP y con una penetración apreciable de 12 pulgadas. Las cargas orientadas reducen la
caída de presión cerca del pozo al proveer conductos de flujo en todas las caras del
pozo, en pozos naturales nos permite producir del mayor número de fracturas.
2.13.3.- Cálculo de la profundidad
El método aceptado para asegurar un control preciso en la profundidad de los disparos
consiste en correr un registro localizador de collares (CCL) con los cañones, medir la
profundad de los collares que han sido localizados, respecto de la formaciones, usando
registros radiactivos.
Pastillas radiactivas pueden ser insertadas dentro de la sarta de cañoneo para ayudar en
la localización exacta de profundidad del punzonamiento con un registro de rayos
61
gamma. Los registros del collar pueden mostrar viejos punzamientos hechos con cargas
expuestas, estos se muestran a manera de hinchamientos o abultamientos en el Casing
debido a la detonación de las cargas.
2.13.4- Limpieza de las Perforaciones
Al penetrar el chorro a la formación se produce desplazamientos y compactaciones de la
formación en las cercanías de la zona cañoneada, lo cual altera la permeabilidad original
de esa zona. Además, la cavidad creada por el cañoneo se llena de material de la
formación y de restos de explosivos pulverizado.
Este material usualmente se retira mediante el lavado de las perforaciones hasta lograr
la capacidad original de flujo.
La formación hace un lavado automático cuando se cañonea con un diferencial de
presión “a favor de la formación”. Sin embargo, en pruebas con núcleo Berea se ha
demostrado que la región compactada, después del cañoneo permanece con una
reducción sustancial de permeabilidad con respecto a la zona sin daño.
2.13.5.- Costos
El precio de los disparos varía, generalmente los costos son inferiores cuando se usan
bajas densidades de disparos. El empleo de cañones selectivos puede ahorrar un tiempo
apreciable en las intervenciones en que se tienen zonas productoras separadas por
62
intervalos no productores. El empleo de cañones que se corren a través de la tubería de
producción puede frecuentemente permitir el ahorro de tiempo si la tubería de la
producción está abierta en su extremo y situada arriba de las zonas que será disparada.
En los pozos nuevos la tubería de producción puede colocarse en unas cuantas horas
después de cementar el pozo. Puede efectuarse los disparos a través de la tubería de
producción sin tener un equipo en el pozo. En esta forma no se carga tiempo por equipo
en la completación del pozo.
2.14.- DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE DISPARO
La densidad de los disparos generalmente depende del ritmo de producción requerido, la
permeabilidad de la formación y la longitud del intervalo disparado. Para pozos con alta
producción de petróleo, la densidad de los disparos debe permitir el gasto con una caída
de presión razonable.
El primer paso de un “Diseño óptimo de Cañoneo “es elegir el sistema de cañoneo más
eficaz, o sea, tipo y tamaño de la carga, etc. La mayoría de las selecciones se basan en la
condiciones del pozo y del yacimiento.
Ordinariamente son adecuados 4 disparos por pie de 0,5 pulg, siendo satisfactorio uno
por dos disparos por pie para la mayoría de los pozos de producción baja. En los pozos
que serán fracturados, los disparos se planean para permitir la comunicación con todas
las zonas deseadas. Para operaciones en arenas consolidadas generalmente se prefieren
63
4 disparos por pie de diámetro grande. Para terminaciones con empaque de grava se
prefiere de 4 a 8 disparos por pie de 0,75 pulg de diámetro o mayores.
Los disparos de 4 o más cargas por pie en tuberías de revestimiento de diámetro
pequeño y de baja resistencia, con cañones con carga expuestas, pueden agrietar la
tubería de revestimiento. También
el cemento puede fracturarse, siendo necesario
cementaciones forzadas para controlar la producción indeseable de agua o gas. Los
coplees de las tuberías de las tuberías de revestimiento de alta resistencia pueden
dañarse al efectuar múltiples disparos sobre ellos.
Como se han descrito anteriormente como ejemplo tenemos:
1. Se va a perforar con cañón trasportado por tubería (TCP);
2. Se usarán cañones de 5” de diámetro exterior , para una tubería de revestimiento
de 7”;
3. Se va a utilizar la carga “Big Hole” ( orificio grande ) de 5” , para obtener un
diámetro de orificio perforado de 0.71”;
Considerando estas condiciones, hay que elegir la densidad de disparo que se va a
necesitar para:
1. Reducir las reparaciones durante los primeros años de vida del pozo;
2. Mantener flujo laminar a través de los orificios;
3. Reducir al mínimo posible el potencial de producción de arena.
64
2.15.- DAÑO CAUSADO POR EL CAÑONEO
El cañoneo constituye como un componente del “daño total “que se detecta en las
pruebas de restauración de presión. Este valor comprende daño de la formación y los
seudo – daños causados por el cañón, el flujo turbulento y la completación parcial del
pozo.
En la actualidad se utilizan técnicas de desbalance, balanceadas, de sobrepresión, de
sobrepresión extrema, referente a las diferencias entre el hueco y el yacimiento antes de
disparar. En el gráfico 8 se observa el daño que causa el caño en la formación y la zona
compactada y como se ve afectada la permeabilidad.
GRÁFICO 8 DAÑO CAUSADO POR EL CAÑÓN
Fuente: Manual Teórico- Práctico de Ingeniería de Completación
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
El seudo- daño por cañoneo se debe generalmente al cañoneo parcial.
65
El cañoneo parcial se utiliza para tratar de evitar estar cerca de contactos de gas y/o de
agua. Es decir, la perforación de la arena objetivo, depende, en gran parte, de los
contactos gas- petróleo y/o agua- petróleo. Sin embargo, el cañoneo parcial, si la arena
es muy limpia y la permeabilidad vertical es alta, puede agravar la formación de conos
en lugar de evitarlos, en razón de la distribución que crean en las líneas de flujo.
2.15.1.-Daños del cemento y la tubería de revestimiento
Los cañones con cargador de tubo absorben la energía no empleada al detonar las
cargas. Esto evita el agrietamiento de la tubería de revestimiento y elimina virtualmente
que el cemento se resquebraje. Con el uso de los cañones a bala convencionales no se
dañan mucho las tuberías de revestimiento. Al disparar con un claro igual a cero se
tiende a eliminar las asperezas dentro de la tubería de revestimiento.
Los cañones a chorro con cargas expuestas, como las de tipo encapsuladas o en tiras
pueden causar la deformación, fracturamiento y ruptura de la tubería de revestimiento
con el cemento, la densidad de los disparos, el diámetro de la tubería de revestimiento y
la “masa resistencia” de la tubería de revestimiento, son factores que afectan al
agrietamiento de las tuberías de revestimiento expuestas a disparos con cargas a chorro.
La masa resistencia de la tubería de revestimiento ha sido definida como el producto del
peso unitario y su resistencia hasta el punto de cedencia.
66
2.15.2.- Cálculo de la zona afectada
El radio rs de la zona dañada alrededor del pozo y la permeabilidad ks en la zona está
relacionada al factor de daño S por la ecuación de Hawkins:
Ecuación 1 RADIO DE DAÑO
rs
rw e
S
k
1
ks
Fuente: Manual Teórico- Práctico de Ingeniería de Completación
Así la permeabilidad de la zona de daño es menor que en el resto de la formación, S será
positivo; si la permeabilidad es igual, S será cero. Finalmente, si la permeabilidad en la
zona de daño es mayor que en la formación, es decir, fracturado o acidificado, S será
negativa. La hidráulica de los pozos fracturados muestra a menudo valores de S en un
rango de -3 a -5.
Notar que incluso si k, S y rw son conocidos, no es posible obtener el radio del daño ni
la permeabilidad en esta zona.
Valores para k y S pueden obtenerse de pruebas de presión del pozo. Sin embargo la
relación k/ks es difícil de determinar. Típicamente k/ks variará de 5 a 10 o en valores
aún menores. En este trabajo se considerará una reducción severa de permeabilidad por
efectos de invasión representada matemáticamente por una relación k/ks igual a 10,
empleada en estudios anteriores referentes a cañoneo de pozos de petróleo.
67
2.15.3.- Daño producido por el fluido de la perforación
Mientras transcurre el proceso de perforación del pozo se causa un deterioro a la
formación debido al lodo de la perforación, asociado al taponamiento de los poros
alrededor del pozo. Últimamente se utilizan lodos que ayudan el objetivo de perforar
segura y ahorrativamente un pozo pero no se calcula los efectos sobre la productividad
del pozo.
Una opción para evitar la invasión del filtrado es el enjarre pero si no es retirado
completamente antes de depositar el cemento en el espacio anular, las partículas sólidas
pueden ser arrastradas dentro del agujero abierto por el jet del disparador, aunque se
utilice un fluido de completación aparentemente limpio.
2.15.4.- Daño producido por el fluido de la completación
Este fluido representa una vital importancia para lograr buenos resultados. En el caso
existir un objeto o residuos de un material este puede ser empujado en el interior de la
perforación mediante el jet el resultado será un pequeño taponamiento.
El jet de la carga forma gases con una alta presión relacionadas con la explosión, existen
indicios reales de que el fluido alrededor de la carga es apartado durante el disparo, el
frente del fluido es arrojado en el interior de la perforación.
68
Transitoriamente se origina un estado de sobre balance con fuerza de impacto y si el
fluido no es completamente limpio, en las paredes del agujero se encontrarán
incrustadas partículas de los residuos.
El conjunto de estos daños causan un cambio en la geometría radial del flujo que afecta
la productividad del pozo.
El “Efecto Pelicular” (gráfico 9) es la combinación de los daños causados por el
proceso de perforación que genera una caída de presión que afecta la producción del
yacimiento.
69
GRÁFICOS 9 DAÑO DE LA FORMACIÓN DEBIDO AL PROCESO DE
PERFORACIÓN
Fuente: “Análisis Técnico-Económico del uso de las diferentes técnicas de cañoneo en
los campos operados por Petroproducción”
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
2.16.- RELACIÓN DE PRODUCTIVIDAD
La relación de productividad (RP) de una formación es igual al caudal de producción de
un intervalo cañoneado dividido por la producción de ese mismo intervalo terminado a
hoyo abierto.
70
Sin en un pozo se dan las condiciones (daños supuestos) y se le cañonea con presiones
en equilibrio, levemente sobre balanceados hacia la formación, la producción se reduce
drásticamente.
Es muy importante usar cañones con alta densidad de disparo y alta penetración cuando
se quiera cañonear una zona con daño significativo de formación.
2.16.1.- Factores que afectan la productividad de un pozo
Para calcular la productividad de un pozo utilizamos el índice de Productividad lo que
está representado matemáticamente mediante está formula.
Ecuación 2 ÍNDICE DE PRODUCTIVIDAD
J
q
pws
pwf
Fuente: Manual Teórico- Práctico de Ingeniería de Completación
El índice de productividad puede ser difícil de calcular, debido a la consecuencia del
diseño del sistema de cañoneo como son la penetración, fase, densidad, diámetro del
agujero, daño del lodo, etc., pueden ser estimados, al usar la correlación de
productividad.
71
Ecuación 3 CORRELACIÓN DE PRODUCTIVIDA
Fuente: Manual Teórico- Práctico de Ingeniería de Completación
Factores que afectan la productividad
1. Factores geométricos del disparo;
2. Presión diferencial al momento del disparo ;
3. Tipo de cañones y cargas;
4. Daño generado por el disparo;
5. Daño causado por el fluido de la perforación;
6. Daño causado por el fluido de la terminación;
Los cuatro primeros factores que afectan la productividad pueden ser manejados en el
momento del diseño del disparo. Con el estudio de las condiciones del pozo y la
selección del sistema de disparo adecuado, se conseguirá la máxima producción del
pozo.
2.16.1.1.- Factores Geométricos del disparo
La geometría de los agujeros hechos por las cargas explosivas en la formación
interviene en la relación de productividad del pozo y está especificada por los factores
geométricos. Estos determinan la eficiencia del flujo en un pozo disparado y son:
Penetración;
Densidad de cargas;
72
Fase angular entre perforaciones;
Diámetro del agujero (del disparo).
Otros factores geométricos que pueden ser importantes en casos especiales son:
Penetración parcial, desviación del pozo, buzamiento de la formación y radio de
drenaje. En el gráfico 10 se muestran los diferentes diámetros o factores
geométricos como longitud de disparo, diámetro de la zona dañada, diámetro de la
zona compactada y los espaciamientos de los agujeros.
GRÁFICO 10 FACTORES GEOMÉTRICOS DEL SISTEMA DE DISPAROS
Fuente: “Análisis Técnico-Económico del uso de las diferentes técnicas de cañoneo en
los campos operados por Petroproducción”
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
73
2.17.- DISEÑO Y ANÁLISIS DE LAS OPERACIONES DE DISPARO
Constituye una parte integral de la proyección de la completación, donde se toman en
cuenta las condiciones del yacimiento, particularidades de la formación y los
requerimientos del pozo, Para diseñar las completaciones podemos utilizar el software
de Análisis de Operaciones de Disparo de Schlumberger SPAN10, que pronostica la
eficiencia del proceso de disparo en condiciones de fondo.
Este programa consta de tres partes:
1. Se calcula la penetración, tamaño de hueco y el nivel óptimo de desbalance
2. Se determina productividad
3. Se calcula el nivel de desbalance para realizar los disparos cerca al factor de
daño nulo.
Este programa también muestra la producción después de la completación, si los datos
de producción coinciden con los cálculos del programa el programa de disparos la
completación es considerada exitosa, si sucede lo contrario se determinan los motivos
que pueden ser:
Existencia de residuos del daño
Penetración profunda de la formación
10
SPAN: Diseño y análisis de las operaciones de disparo, se utiliza para pronosticar la eficiencia de las
completaciones y la selección del mejor sistema de cañoneo. Los cálculos de desbalance se basan en los
criterios más modernos. Si el diferencial real de presión es menor que el desbalance mínimo para alcanzar
el daño nulo, se calcula el daño residual y muestra la productividad en relación a este factor. Con cinco
diferentes clases de cañones se calcula la productividad y se consideran diferentes densidades y ángulos.
74
Este programa toma aspectos geológicos del yacimiento para trabajar en forma integral
en la operación de dispararos. Sin embargo para tener un programa exitoso hay que
tomar en cuenta lo siguiente:
Selección de un sistema de cañoneo más eficaz;
Selección del tamaño de los orificios perforados y la densidad de disparo
Cálculo de la presión máxima de bajo- balance que la formación y/o el sistema
mecánico que el pozo admita.
Debido a que los disparos comprenden un elemento decisivo para la productividad del
pozo, los requerimientos de cada pozo deberían ser mejorados basándose en las
propiedades específicas de la formación.
2.18.-ORIENTACIÓN
DE
LOS
DISPAROS
CON
TRAYECTORIA
CORRECTA(Almague Jim, Verano 2002)
La fase óptima, el espaciamiento entre disparos y la orientación correcta de los mismos
facilitan el fracturamiento hidráulico, minimizando la posibilidad de entrada de arena a
raíz del colapso del túnel generado por los disparos, también sirven para advertir el daño
de los componentes de completación del pozo.
Se aprovecha los avances en materia de herramientas, pistolas y sistemas operados por
cable para contribuir con la correcta orientación ya determinada con anterioridad.
75
Existe nueva tecnología para alinear las pistolas TCP a lo largo de pozos desviados, el
sistema OrientXact tiene pesos para orientación pasiva y secciones de pistolas unidas
por articulaciones giratorias con cojinetes de rodillo que manejan grandes (Almague
Jim, Verano 2002)cargas, orienta pistolas en un rango de 300m de largo en una sección
determinada con exactitud de 10°, una confirmación de orientación con OCD (un
innovador dispositivo de confirmación de orientación) calcula y registra la dirección de
los disparos brindando datos excelentes acerca de la orientación de los disparos luego de
recuperar las pistolas.
En pozos verticales, las técnicas TCP usan giroscopios verifica la orientación de la
pistola, se baja a través de la tubería de producción con cable, la sarta de la tubería se
rota desde la superficie hasta obtener la orientación requerida, y el empacador se asienta
hidráulicamente para evitar cualquier rotación adicional.
Cuando no es posible orientar los disparos, las pistolas con alta densidad ayudan a que
al menos un disparo esté entre 25° a 30° respecto a la dirección del esfuerzo máximo.
La herramienta de disparos orientados operada por cable llamada por sus siglas en
ingles WOPT11 de Schlumberger, que proporciona medidas independientes, continuas y
en tiempo real de la desviación de la herramienta y de la orientación de la misma. La
herramienta WOPT sirve para pozos tanto verticales como horizontales, sirve para
prevenir la producción de arena, esta herramienta orienta pistolas en una dirección
predeterminada, el tipo o la densidad depende de los requisitos de terminación, criterios
11
WOPT Siglas en ingles de la herramienta de disparos orientados operada a cable de Schlumberger, nos
brinda medidas independientes continuas y en tiempo real.
76
de diseño. El giroscopio mide la inclinación y el azimut
12
del pozo, y la dirección
relativa de la herramienta- ubicación de la sarta de la herramienta-respecto del norte
verdadero durante una carrera inicial con pistolas desarmadas los viajes siguientes
utilizan el giroscopio sólo si lo ameritan.
La verificación de la orientación se puede determinar mediante un registro con la
herramienta de Imágenes Ultrasónicas USI aquí los disparos aparecen como líneas finas
debido a la escala de medición, las profundidades aparecen en el diagrama del pozo.
En el siguiente diagrama observamos los pasos a seguir en una operación de disparos
empezamos con:
1. Evaluación de la formación
2. Caracterización del yacimiento
3. Objetivos y parámetros de la terminación del pozo
4. Optimización de la estimulación
5. Control de la producción de arena
6. Disparos orientados.
12
Azimut Angulo que con el meridiano forma el circulo vertical que pasa por un punto de la esfera
celeste o del globo terráqueo
77
Disparos
Orientados
Control de
producción de
arena
Evaluacion de la
Formación
Optimización de la
estimulación
Caracterización del
yacimiento
Objetivos y
parámetros de la
terminación del
pozo
Fuentes: (Behrmann Larry, Verano200)13
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
13
(Behrmann Larry, Verano200)
78
CAPÍTULO III
CAPÍTULO III
3.-APLICACIÓN DE LAS TÉCNICAS DE CAÑONEO EN EL POZO SACHA163D
3.1.- BREVE RESEÑA HISTÓRICA DEL CAMPO SACHA
La estructura Sacha fue probada con el pozo exploratorio Sacha 1, perforado con una torre
helitransportable a partir del 21 de enero de 1969. Alcanzó los 10,160' de profundidad y
produjo 1,328 bpd de 30° API provenientes del yacimiento Hollín. Este pozo continúa en
producción, contando al primer trimestre de 2003 con un acumulado de aproximadamente
10,300 mil barriles.
El campo fue puesto en producción el 6 de julio de 1,972 a una tasa promedia diaria para
ese mes de 29,269 bpd, incrementándose hasta un promedio de 117, 591 bpd en noviembre de
ese mismo año, que es la producción máxima registrada en la vida del campo. La producción
con altos y bajos se mantuvo por sobre los 60,000 bpd hasta el año 1994, luego de lo cual ha
venido declinando hasta la actualidad en que su producción diaria es de alrededor de 50,800
barriles.
En la actualidad el campo Sacha es operado por la compañía Río Napo, integrada por la
estatal ecuatoriana (EP Petroecuador) y la venezolana (PDVSA), que cuenta con el 30%
de participación.(Baby P, 2004)
80
3.2 La Estructura Sacha y su Evolución
Sacha es un anticlinal de dirección NNE-SSO (gráfico 11) cortado en su flanco oeste por una
falla transpresional dextral. Se localiza en el flanco occidental del "play" central (corredor
Sacha-Shushufindi).
Tiene un ancho de 4 km al norte y alrededor de 7 km al centro y sur, y una longitud
aproximada de 33 km. Presenta un cierre vertical máximo de alrededor de 240' a la base
caliza "A" (culminación en el área del pozo Sacha 1), y un área de 32,167 acres.
Bajo la estructura Sacha de edad cretácica, se desarrolló el anticlinal "Sacha Profundo",
de posible edad jurásico inferior-tardío a medio (gráfico 12), que plegó los depósitos
paleozoicos y triásico-jurásicos de la Formación Sacha (Santiago-equivalente), el mismo que
fue probado con el pozo Sacha Profundo-1 sin resultados positivos.
La estructura Sacha, al igual que Shushufindi, se formó en la primera etapa de inversión
tectónica o sea entre el Turoniano Terminal y el Mastrichtiano, como muestra la variación de
espesor de las formaciones Napo Superior y Tena entre el flanco occidental y el alto de la
estructura (gráfico13)
81
GRÁFICO 11 MAPA ESTRUCTURAL DEL CAMPO SACHA
Fuente: La Cuenca Oriente: Geología y Petróleo, Baby P., Barragán R. y Rivadeneira
M. 1ª edición, 2004, Quito, Ecuador
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
82
GRÁFICO12CAMPO SACHA: SECCIÓN SÍSMICA SS-2 {78-272}
MOSTRANDO EL ANTICLINAL SACHA PROFUNDO
Fuente: La Cuenca Oriente: Geología y Petróleo, Baby P., Barragán R. y Rivadeneira M. 1ª edición, 2004,
Quito, Ecuador
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
GRÁFICO 13 CAMPO SACHA: SECCIÓN SÍSMICA PE-92-2200
Fuente: La Cuenca Oriente: Geología y Petróleo, Baby P., Barragán R. y Rivadeneira M. 1ª edición, 2004,
Quito, Ecuador
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
83
El campo Sacha es operado por la compañía Río Napo, integrada por la estatal
ecuatoriana (Petroecuador) y la venezolana (PDVSA), que cuenta con el 30% de
participación, esta campo actualmente produce unos 50,800 barriles diarios de crudo.
Se escogió el pozo Sacha 163-D escogido para este estudio por mostrar las mejores
características en cuanto a disponibilidad de la información en el área de cañoneo y la
aplicación de los diferentes métodos, reflejados en la producción y desarrollo del
mismo.
Está limitado por:
Norte: Palo Rojo, Eno, Ron y Vista
Sur: Campo Culebra-Yulebra
Este: Los campos Mauro Dávalos Cordero y Alianza Operativa, Shushufindi y Aguarico
Oeste: Pucuna, Paraíso Huachito en concesión a SIPEC.
Este campo fue puesto en producción el 6 de julio de 1972 a una tasa promedia diaria
para ese mes de 29,269 bpd, luego de la cual ha venido declinando hasta la actualidad
que su producción diaria es de alrededor de 40,000 barriles.
En la Tabla 2 se ve las características del campo Sacha como su área en acres, N° de
pozos y producción diaria.
84
Tabla 2 CARACTERÍSTICAS DEL CAMPO SACHA
Características del campo Sacha
Valores
Área acres
41,000
No. Pozos
194
No. pozos productores
117
No. pozos inyectores
6
No. de pozos con flujo natural
2
No. pozos con bombeo hidráulico
98
No. pozos con bombeo mecánico
0
No. pozos con gas Lift
0
No. pozos con bombeo electro
19
sumergible
Fecha de inicio de producción, año
1969
Grado api (º) promedio de campo
28
BSW (%)
56
Producción diaria de petróleo,
49,668
BPPD
Fuente: Ingeniería de Petróleo – Petroproducción DA
Fecha: Abril 2006
85
3.2.1. Características Litológicas de los Reservorios
Hollín Principal. Consiste en una arenisca cuarzosa, de grano medio a grueso (fino en
menor proporción) con porosidad de alrededor del 18 % en promedio, con ocasionales
intercalaciones de niveles limosos y arcillosos.
Hollín Superior (o arenisca Napo Basal). Corresponde a una arenisca cuarzosa-glauconítica,
calcárea, de grano fino a medio, con una porosidad media del 14%.Tiene Ínter
estratificaciones de lutita.
"T" Principal. Forma la sección arenosa de la secuencia "T" de mayor continuidad vertical y
lateral. Su espesor total varía entre 20´ y 90' y se encuentra más desarrollada en la parte
central del campo, siendo menor su desarrollo en el norte y sur del mismo.
"T" Superior. Tiene un espesor total que oscila entre 30´ y 100'. La distribución de tamaño y
desarrollo arenoso es similar al descrito para "T" principal. Esta arenisca es más discontinua
y heterogénea que "T" principal.
Arenisca "U". Es una arenisca cuarzosa, con feldespatos y fragmentos líticos en menor
proporción. Entre los minerales accesorios se describen circón, muscovita y glauconita.
La matriz predominante es caolinítica y el cemento silíceo (SSI, 1991). La porosidad
descrita es intergranular y ocasionalmente intragranular con disolución y porosidad
móldica; su valor promedio es del 17 %. La arenisca "U" Inferior es de mayor desarrollo,
86
mientras que "U" Superior es una unidad más discontinua. Los valores promedios de las
características del campo Sacha están expuestas en la Tabla 3.(Baby P, 2004)
Tabla 3 CARACTERÍSTICAS LITOLÓGICAS DEL CAMPO SANCHA
VALORES PROMEDIOS
CAMPO
RESERVORIO
Ø
Espesor
Sw
So
K
(ft)
(%)
(%)
md
ºAPI
(%)
BT
17
24.1
9
34.3
65.7
300
U
17
27-29
20-60
12.8
67.2
100
20-44
20
80
200
27-29
Ts
15.6
27-28
Ti
SACHA
Hs
14
27-29
30-70
33.3
66.7
70
Hi
18
27-28
30-110
29.4
70.6
500
Fuente: Ingeniería de Petróleo – Petroproducción DA
Fecha: Abril 2006
3.2.2. Ambientes sedimentarios de las rocas reservorio
Tanto para Hollín como para "T" y "U", Shanmugan et al. (1998) han definido un ambiente
estuarino dominado por mareas, sobre la base de la presencia de los siguientes
subambientes y estructuras: canales de marea con canales fluviales asociados, estratificación
cruzada con laminación lodosa, facies heterolíticas inclinadas, capas dobles de lodo,
87
estratificación cruzada bidireccional (espina de pescado), dispuestas en secuencias
transgresivas.
El depósito de Hollín se produjo en varias etapas: (1) canales fluviales menores
(corrientes de baja sinuosidad) y estuario común dominado por mareas durante el tiempo
Hollín Inferior; (2) estuario dominado por mareas bien desarrollado y ambiente
platafórmico durante el Hollín Inferior y Superior; (3) estuario dominado por mareas
inundado durante el Hollín Superior (encontrado en el núcleo de Hollín Superior del pozo
Sacha 126); (4) ambiente platafórmico bien desarrollado (o sea completamente inundado),
con areniscas glauconíticas y lodos durante la fase final de Hollín Superior.
En general, los depósitos de los principales reservorios, evolucionó al igual que en la
mayor parte de la cuenca, en secuencias transgresivas retrograda, a partir de un ambiente
fluvio-estuarino a la base, culminando en un ambiente franco de plataforma marina.
3.2.3. Características de los crudos
La gravedad de los crudos de los yacimientos Hollín Principal, Hollín Superior, "T",
"U" y Tena Basal varía entre 27º y 29° API.
El contenido de azufre de los crudos Hollín varía entre 0.40 y 1.10 % en peso, de los
crudos "T" en alrededor del 0.90 % en peso y de los crudos "U" de 1.20 % en promedio.
88
Los contenidos de S, Ni y V del petróleo del yacimiento "T" en general tienden a ser
menores que los de "U" y Tena Basal, mientras que dos muestras analizadas de crudos
Hollín muestran resultados muy disímiles, con una fuerte variación en el contenido de
dichos elementos, a pesar de tener la misma gravedad.
Los crudos Hollín presentan relaciones pristano/fitano cercanas a uno (0.92-1.18), lo cual
indica que pueden proceder de sedimentos depositados en condiciones marinos marginales,
anóxicas con fuerte aporte de materia orgánica terrestre.
En la tabla 4 están las principales características como API, GOR, Gravedad del gas
clasificadas por las areniscas.(Baby P, 2004)
89
Tabla 4 CARACTERÍSTICAS DE LOS FLUIDOS DEL CAMPO SACHA
ÁREA
Ty
Grado
GOR
βoil
Gravedad
(ºF)
API
(scf/STB)
(RB/STB)
del gas
ARENISCA
BT
181
24.1
150
1.1170
1.0990
U
211
26.7
270
1.2423
1.1324
Ui
218
22.8
224
1.2302
1.2100
T
216
30.3
436
1.3726
1.2518
Hs
225
27.3
124
1.1334
1.3561
H
225
27.1
35
1.1625
1.5767
SACHA
Fuente: Ingeniería de Petróleo – Petroproducción DA
Fecha: Abril 2006
3.2.4.- Salinidades
Las salinidades del Campo Sacha van desde 800 en Hollín inferior hasta 65,000 en la
arenisca U. En la tabla 5 se puede ver las respectivas salinidades en todas las areniscas
del campo Sacha.
90
Tabla5 SALINIDADES DEL CAMPO SACHA
ÁREA SACHA
ARENISCAS
SALINIDADES
HOLLÍN INFERIOR
800ppm – 1,000ppm
HOLLÍN SUPERIOR
5,000ppm – 8,000ppm
T
6,500ppm – 15,000ppm
U
35,000ppm – 65,000ppm
BT
40,000ppm– 60,000ppm
Fuente: Petroproducción
Fecha: Abril 2006
3.3.- DATOS GENERALES POZO SACHA 163-D
Se escogió el pozo Sacha 163-D para este estudio por mostrar las mejores características
en cuanto a disponibilidad de la información en el área de cañoneo y la aplicación de los
diferentes métodos, reflejados en la producción y desarrollo del mismo.
Compañía Operadora: Río Napo-CEM
Campo: SACHA
Pozo: SACHA-163 D
Trabajo: WO 06
Fecha: 21-04-2011
Yacimiento: Hollín Inferior
Fecha de completación Inicial: 28-06-2002
91
Estado actual del pozo: Cerrado, causa para realizar prueba de presión al TBG con
1,500 psi cae PSI en 14 seg, existe comunicación TBG- CSG (26-12-10)
La producción inicial no fue definida con una cifra exacta, por lo que Río Napo asumió
el campo Sacha. Se supo que ésta sería similar a los 49 mil barriles, según cálculos de
Hugo Coronel, gerente de la empresa. El contrato firmado con el Estado estípula que la
compañía ecuatoriana-venezolana cobrará un valor de 16,89 por barril sobre la curva
base establecida en los 49,700 barriles.
En la Tabla 6 podemos ver la producción inicial del campo Sacha 163-D
92
Tabla 6 PRODUCCIÓN INICIAL DEL CAMPO SACHA 163-D
%
N°
Fecha
Yacimiento
BFPD
API
BPPD
Salinidad
GOR
BSW 60°F
IP
Método
PFC
PB
93
1
7-06-2002
Hi
3,792
3,788
0.1
27.7
NR
NR
PPF
NR
NR NR
2
10-06-202
Hi
2,436
2,347
3.6
27.2
NR
NR
PPF
75
NR NR
Fuente: Río Napo
Fecha: 2010-2011
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
OBSERVACIONES
ppm
P.C/ TALADRO
La Tabla 7 observamos las tres últimas producciones del campo Sacha 163-D del
yacimiento Hollín inferior, el cuadro muestra los barriles del fluido por día, barriles de
petróleo por día el grado API que tiene un promedio de 27.5, no registra GOR.
94
Tabla 7 ULTIMA PRODUCCIÓN CAMPO SACHA 163-D
Fecha
Yacimiento
BFPD
BPPD
%BSW
API 60|°
GOR
Salinidad
Método
PFC
Frec
Observaciones
1
7-10-10
Hi
922
184
80
27.5
NR
1,300
PPS
60
25
Bomba DN-1750
2
9-11-10
Hi
667
121
80
27.5
NR
1,300
PPS
70
25
Bomba DN-1750
3
20-12-10
Hi
252
50
80
27.5
NR
1,300
PPS
70
26
Bomba DN-1750
95
N°
Fuente: Río Napo
Fecha: 2010-2011
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
En la Tabla 8 se puede observar la producción almacenada desde la fecha 04-09 del
yacimiento Hollín inferior tanto de gas y de petróleo y el incremento de barriles por día.
Tabla 8 PRODUCCIÓN ACUMULADA
Fecha Yacimiento Petróleo Petróleo
Gas
Incremento de producción
estimada BLS/DIA
04-09
1,101
400
Hi
410,224
143,028
Fuente: Río Napo
Fecha: 2010-2011
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
En la tabla 9 podemos ver una descripción breve y cronológica, han sido los objetivos
de anteriores trabajos de reacondicionamiento realizados en el pozo, calificando sus
resultados como exitosos o no. Nos provee una imagen de cuáles han
problemas detectados en el pozo hasta la presente fecha.
96
sido los
Tabla 9 HISTORIA DE REACONDICIONAMIENTO SACHA 163-D
W.O. N°
FECHA
BREVE DESCRIPCIÓN
RESULTADOS
8-ago-05
Bajó CIBP. AISLAR "Hi". Punzonó "Ui" 9,470'-9484' (MD), 9,622'9,640' (MD). Evaluar. completar PPH
Exitoso
2
8-sep-05
Reparó cabezal por daño en QUICK-CONECTOR
Exitoso
3
21-sep-09
Tomó registro de saturación ,aisló Hi con C.I.B.P punzó HSUP, evaluar
bajar B.E.S
Exitoso
4
14-oct-09
SQZ A "Hi + Hs". Redisparar. evaluar y completar de acuerdo a
resultados
Poco satisfactorio. se recuperan +/- 100
BPPD DE "Hi"
5
27-ene-10
1
97
Fuente: Río Napo
Fecha: 2010-2011
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
Reparar BES
No exitoso. Ato corte de agua.
El historial de punzamientos (Tabla 10) del pozo, nos proporciona su historia completa,
por medio de este historial podemos conocer cuál es el problema que el pozo presenta
en la actualidad y averiguar qué problemas se pueden presentar, como fue cañoneado,
cuantos pies fueron disparados y la formación a la que pertenecían.
Tabla 10 HISTORIAL DE CAÑONEO DEL CAMPO SACHA 163-D
Fecha
N°
W.O
24-jul05
W.O
#1
29-ago07
W.O
#3
08-sep09
W.O #
4
Observaciones
Bajar CIBP, aislar Hi, punzonar UI: 9470'-9484' (14') TVD - 9622'9640' (18') MD., evaluar y completar para B.H
Aislar Hi con CIBP, punzonar Hs 10214'-10258' a 5 DPP, Evaluar
Realizar sqz a "Hi" + "Hs", redisparar, evaluar, completar de
acuerdo a resultados
.
Fuente: Río Napo
Fecha: 2010-2011
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
98
3.4.- TÉCNICAS APLICADAS AL POZO SACHA 163-D
3.4.1.-Técnicas TCP Bajo balance
Este método de cañoneo, utiliza TUBING CONEYED PERFORATING (TCP), es
manejado en fluido limpio con una presión de bajo balance.
Esta práctica involucra un ensamblaje de fondo el cual tiene un transportador de
cañones a través del casing en forma vertical con una cabeza de disparo. Hay varias
clases de cabeza de disparo, el tope de la cabeza de disparo es usado para permitir el
flujo del reservorio hacia el tubing, por encima de la salida fluidos de formación es
colocado un packer, todo el ensamblaje es bajado dentro del pozo al final de la sarta de
tubing, la misma que es colocada en la profundidad deseada con un detector de rayos
gamma.
Procedimientos
El cañoneo con cable eléctrico permite disparar utilizando una conexión
eléctrica desde superficie por medio de un cable de acero
Los intervalos a ser disparados son elegidos mediante registros eléctricos, luego
que el pozo ha sido revestido o cuando se realiza el reacondicionamiento
respectivo.
Un programa de computación es señalado el tipo de cañón y la densidad de
disparo.
99
El camino depende del volumen y la distancia de los intervalos a ser punzados
lo más distantes del contacto agua petróleo.
Ubicados distancia apropiada con un punto de referencia y correlacionado el
registro CCL con algún otro corrido anteriormente.
Comenzamos con la zona más profunda debido a los atascamientos que se
pueden dar por la detonación que sufre la superficie de la tubería por la carga
explosiva de los cañones.
Dos cañones es lo máximo que se puede utilizar en un viaje, al punzonar se debe
disparar el cañón interior antes del superior con asistencia de un diodo que
comunica a los dos cañones y envía desde superficie un voltaje positivo para
disparar el cañón y un voltaje negativo para el otro.
La razón por la que se dispara el cañón inferior primero, es para proteger al
superior de la entrada de fluido.
Cuando hay un indecente con la detonación de las cargas y no se punzonar los
intervalos proyectados, los cañones son sacados, revisados, armados nuevamente
y bajados corrigiendo la posición y la falla.
El tope de la cabeza de disparo es usado para permitir el flujo de los fluidos del
reservorio hacia el tubing. Un packer de producción es colocado por encima de la salida
de los fluidos de la formación. Todo el ensamblaje es bajado dentro del pozo al final de
la sarta de tubing. La sarta es colocada en la profundidad deseada. Usualmente con un
detonador de rayos gamma. Esto incluye establecer la correcta condición de bajo
balance dentro del tubing. Luego los cañones son disparados, los fluidos de la
formación fluyen hacia el pozo; ayudando en la limpieza de las perforaciones.
100
Los cañones serán situados dentro del pozo o serán retirados según sea la situación.
Con este sistema obtenemos orificios limpios, profundos y simétricos, ya que podemos
utilizar cañones de mayor diámetro, cargas de alta penetración, alta densidad de
disparos, sin límite en la longitud de intervalos a cañonear en un mismo viaje, todo esto
combinado con un diferencial de presión óptimo a favor de la formación en condiciones
dinámicas al momento mismo del cañoneo. Este sistema nos permite eliminar el daño
creado por la perforación, la cementación y el cañoneo, utilizando para ello la misma
energía del yacimiento.
Adicionalmente el poder combinar una penetración en la formación alta densidad y fase
de disparo y un diferencial de presión a favor de la formación, esto nos da una
productividad óptima.
Una función directa de la eficiencia del cañoneo y la combinación de las características
del yacimiento es la relación de productividad.
Ventajas
En un sólo viaje se puede perforar varios intervalos paralelamente.
Antes que los cañones sean disparados el cabezal del pozo en el sitio y el packer
es asentado.
Alta densidad de disparo en el casing con la presión de pozo inferior a la presión
de formación dando la limpieza instantánea de las perforaciones.
101
Desventajas
Sólo se puede corroborar si los cañones fueron perforados retirándolos del pozo.
Disminuye su desempeño cuando son sometidos a grandes temperaturas.
Mediante Wire line es más fácil de colocarse en las profundidades, se ahorra
tiempo y consumo mientras que la sarta de cañones es más difícil
Esto depende de que los cañones con Wireline se los posiciona usando CCL que
nos indica la profundidad por medio de los collares del casing.
Mientras que con el TCP la profundidad se ubica con GR, este registro es mucho
más seguro y preciso.
3.4.2.- Técnica del TCP Propelente14
Propelente oxidante explosivo, estable y seguro. La camisa requiere tres circunstancias
para enardecerse: confinamiento, presión
y temperatura; es por eso que no es
considerado un peligro en la superficie ya que estas condiciones no se dan comúnmente,
en el hueco la camisa estará confinada en la tubería de revestimiento y existe presión
suficiente y temperatura del agujero para crear una detonación de las cargas, la camisa
Propelente está expuesta directamente al agujero y no es tan resistente como el tubo de
cañón.
El Propelente es adaptable a cualquier trabajo de TCP. La cantidad de Propelente se
determina por el cubrimiento (en 10 ft de punzado se coloca 7 ft de Propelente).
14
Propelente: Perclorato de potasio
102
Para formaciones consolidadas la cantidad de Propelente es menor que para
formaciones no consolidadas, porque se expande con facilidad, es aplicable en pozos
inyectores.
La sarta que se utiliza en StimGum, es la misma que la de un cañoneo TCP, solo que en
StimGum se añade las camisas de Propelente, las mismas que son colocadas en la parte
exterior del cañón y sujetadas con collares retenedores.
El material de la camisa arde rápidamente y produce una explosión de gas a alta presión.
Esta mezcla entra en la perforación y crea una fractura alrededor de las zonas dañadas y
crea un flujo mejorado de la formación al agujero.
Aplicaciones del TCP Propelente
Para estimulación de pozos
Para optimizar la comunicación con el reservorio
Incitar la producción de pozos
Para limpiar
En pozos horizontales abiertos donde exista daño
Limitaciones del TCP Propelente
350° F para el uso del Propelente, máxima temperatura
500 psi de presión confinada,
Necesita por lo menos que se tenga en superficie 100 ft de aire o gas
Utiliza cañones de 4 disparos por ft
103
Tiene que estar centralizado
Si existe tapones debe estar a por lo menos a 50 ft de separación.
Razones de Selección
Impedir fracturamiento hidráulico y procedimiento con acido
TCP con bajo-balance y sobre balance
Estimulación exitosa cerca del contacto gas/petróleo/ agua
Inducción de flujo de arena en pozos de petróleo pesado
Estimulación exitosa en pozos horizontales a hueco abierto, fracturas naturales
Remediación en pozos inyectores
Tenemos una gama de aplicaciones así que son varios los candidatos para este método.
Tomando en cuenta.
Determinar la estimulación apropiada
Simular en un equipo de punta y decidir si la estimulación es la correcta
Estudiar los resultados.
Este método genera un incremento de producción y con éxito en varios pozos
3.4.3.- Técnicas de TCP Extremo Sobre balance
La presión de bajo balance no es suficiente para limpiar las perforaciones, cuando
sucede esto se ha propuesto aplicar la técnica de extremo sobre balance, esta es muy
parecida al procedimiento de estimulación del pozo perforado, esta perforación también
aplica fracturas en las formaciones y se excluye los métodos típicos de fracturamiento.
104
Esta técnica involucra presurizar el pozo con gases comprensibles arriba de los
volúmenes relativamente pequeños de líquido.
Debido a que los gases poseen un alto nivel de energía almacenada, en el instante de la
detonación del cañón los gases son usados para fracturar la formación y enviar fluido a
todos los intervalos.
Se pretende que este procedimiento mejora la conductividad cercana del pozo debido a
la extensión de las fracturas más allá del daño de formación causado por la perforación
del pozo.
Se trabaja con una nivel mínimo de presión de 1.4 psi/ft de profundidad vertical
verdadera.
3.4.4.- TCP altamente eficientes
Su objetivo es minimizar el tiempo para activar las pistolas o cañones bajadas con la
tubería de producción (TCP), y al mismo tiempo reducir la presión de hidrógeno en las
líneas de superficie, esto mediante el sistema de cabezal de disparo electrónico eFireTCP y la unidad de desenganche automático de las pistolas trayendo consigo una
reducción del tiempo de 10 horas del equipo de perforación. Este procedimiento elimino
el uso de pistolas activas durante la operación y las carrearas múltiples con líneas de
acero, anteriormente el tema de bajar las pistolas sin cabezas de disparo y la función de
líneas de acero para su instalación requería aproximadamente 10 horas, el logro de
disparos de calidad en un solo viaje.
105
Su aplicación en pozos que requieran operaciones de disparos con tubería de producción
debido a la larga duración de la betería, también se puede utilizar con un colchón de
nitrógeno.
Su funcionamiento es a través de pulsos de presión codificados de bajo nivel que son
inexorables a las altas presiones durante el procedimiento de pruebas, en la operación de
caída de las pistolas hasta el fondo del pozo se seleccionó la tecnología de desenganche
automático de las pistolas activadas por explosivos SXAR con las herramientas de
terminación activadas por las pistolas de disparos X –Tools.
Obtenemos varios beneficios como: lograr una operación más segura, activación de los
cabezales de disparo en el primer intento, eliminación de las carreras con línea de acero,
reducción del atascamiento de la línea de acero en el pozo; generando un ahorro tanto
económico como de tiempo.(Schlumberger, 2010)
106
CAPÍTULO IV
CAPÍTULO IV
4.-RESULTADOS OBTENIDOS EN EL POZO SACHA 163-D
Este capítulo tiene como objetivo mostrar los mejores resultados de las técnicas de
cañoneo aplicados en el pozo SACHA 163-D; para comprender mejor el proceso se
Expondrá el programa de cañoneo, sus procedimientos y los reportes diarios del pozo,
hasta llegar al objetivo del reacondicionamiento que es asentar el tapón CIBP a
10,152ft.Como podemos observar en los anexos 1 y 2 los diagramas propuestos y el
realizado en el campo Sacha 163-D.
4.1.- HISTORIAL DE COMPLETACION Y PRUEBAS INICIALES EN EL
POZO SACHA 163-D
Se punzonó el siguiente intervalo: Hi10, 286’ – 10,305’ (19’); 5 DPP. Se puede
observar en la tabla 11 los datos de la evaluación inicial.
Tabla 11 EVALUACIÓN INICIAL CON TALADRO
FECHA
ZONA
BPPD
BSW
API
MÉTODO
Observación
6-jun-02
Hi
3,908
0.1
27.7
FN
P/C TALADRO
7-jun-02
Hi
3,788
0.1
27.7
FN
B’UP
Fuentes: Río Napo-CEM Programa de Trabajo y Reacondicionamiento
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
108
SUMARIO:
Se inició operaciones el 31-may-2002
Se corrió registro de Cementación: CBL – VDL – GR - CCL, desde 10,324´ @
9,300´. Buen cemento en las zonas de interés. Tope de cemento 9,460´.
Se disparó con cañones TCP @ Hi: 10,286’ - 10,305’ (19’); 5 DPP. Pozo fluye
Se tomó B’UP @ la arena Hi.
Se bajó BHA definitivo con un packer FH para producir a Flujo Natural.
Se realizó prueba de 6 hrs a Flujo Natural.
Terminó operaciones el 10-jun.20
En la tabla 12 se pueden ver valores de la completación con la fecha y la zona en la que
se trabajó en este caso Hi.
Tabla 12 DATOS DE LA COMPLETACIÓN Y PRUEBAS INICIALES
FECHA
ZONA
BPPD
BSW
API
MÉTODO
Observación
10-jun-02
Hi
1,751
24
27.4
FN
P/C TALADRO
Fuentes: Río Napo-CEM Programa de Trabajo y Reacondicionamiento
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
109
4.2.-HISTORIAL DE REACONDICIONAMIENTO DETALLADO
W.O. # 1
Fecha: 08-agosto-05
OBJETIVO: Bajar CIBP, aislar Hi, punzonar Ui: 9,470’-9,484’ (14’) TVD –
9,622’-9,640’ (18’) MD. Evaluar y completar para bombeo
Hidráulico.
Se iniciaron operaciones el 24 de julio del 2005.
Se evaluó arena Hi con bomba Jet-11K al TK bota en la locación con
elementos de presión: BFPD=2,400, BPPD=408, BSW=83%. TE=150 Hrs.
Se bajó equipo BES-GN-2,100: (98 etapas), motor=180 HP, 1,354 V. 83
Amp.
Se finalizó operaciones el 08 de agosto del 2005.
El Trabajo fue exitoso.(C. Rodrígez, 2011)
En la tabla 13 se encuentran los valores del W.O. 1 antes y después del trabajo
de reacondicionamiento
110
Tabla 13 DATOS W.O. 1
PRUEBA
FECHA
ZONA
BPPD
BSW
API
MÉTODO
Antes
23-07-05
Hi
44
75.0
27.0
F
Después
10-08-05
Hi
208
93.0
27.0
S
OBSERV.
GN-2,100
Fuentes: Río Napo-CEM Programa de Trabajo y Reacondicionamiento
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
W.O. # 2
Fecha: 08-septiembre-05
OBJETIVO: Reparar cabezal por daño en Quick Conector
Se iniciaron operaciones el 6 de septiembre del 2005.
Se controló elpozo a la estación, se desarmó cabezal, desajustaron conector,
levantaron colgador, detectaron bajo aislamiento, sacaron un tubo, cortaron
cable, chequearon parámetros, detectaron bajo aislamiento en el equipo, pero se
encontró eléctricamente equilibrado, instalaron nuevo conector y mini mandril,
asentaron colgador, armaron cabezal, prueban con 1,500 psi.
Se tomaron prueba de producción a la arena Hi.
BFPD=2784, BSW=90%, BPPD=278, 50 HZ, PC=86, 46 AMP, TE=12,
Finalizóoperaciones el 08 de Septiembre del 2005.(C. Rodrígez, 2011)
En la tabla 14 se tiene los datos W.O. 2 con la zona, fecha, BPPD.
111
Tabla 14 DATOS W.O. 2
PRUEBA
FECHA
ZONA
BPPD
BSW
API
MÉTODO
OBSERV.
Antes
13-08-05
Hi
196
93
27.0
PPS
GN-2,100
Después
10-09-05
Hi
182
93.0
27.0
PPS
GN-2,100
Fuentes: Río Napo-CEM Programa de Trabajo y Reacondicionamiento
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
W.O. # 3
Fecha: 21-septiembre-07
OBJETIVO: Tomar registro GR-neutrón-densidad-resistividad.- Aislar Hi con
CIBP. Punzonar Hs 10,214’-10,258’ (54’) a 5 DPP. Evaluar.
Alternativa, según registros punzonar “U” y “T”
Se inicióoperaciones el 29 de agosto de 2007
Halliburton tomó registros GR-Densidad-Neutrón-Resistividad.
Se asentó tapón a 10,279’
Con TCP se punzonó “Hs” 10,204’-10,258’ (54’)
Se desplazó jet 10J, se evaluó al Tk.
BFPD=144, BSW=100 %, TR=36 BLS, TE=5
Realizó tratamiento a “Hs” con HCl al 15 %
Bajó BES DN-1,750
112
Prueba de producción:
BFPD=2454, BSW=100 %, TE=6
Se finalizó operaciones el 21 de Septiembre del 2007.(C. Rodrígez, 2011)
W.O. # 4
Fecha: 14-octubre-09
OBJETIVO: Se realizó squeeze a “Hi” + “Hs”, redisparar, evaluar y completar de
acuerdo a resultados.
Se inició operaciones el 9 de septiembre del 2009.
Cía. BJ realizó cementación forzada con cemento tipo “G”. Muelen cemento
desde 10,178’ hasta 10,275’.
Cía. Baker punzonó arena “Hs”: 10,204’ -10,240’ (36’) a 5 DPP. Pozo no
fluye.
Cía. Baker repunzonó arena “Hs”, mismo intervalo. Se evaluó “Hs”.
BSW=100%.
Se asentó CIBP a 10,297’. Repunzonó “Hi” intervalo: 10,286’ – 10,296’ (6’)
a 5 DPP. Evaluaron: BFPD=1,200, BPPD=192, BSW=84%.
Cía. Schlumberger bajó equipo BES DN-1,750 (124/91/74) etapas hasta
9,922’.
Se finalizaron operaciones el 14 de Octubre del 2009.(C. Rodrígez, 2011)
En la tabla 15 se ve los resultados del W.O. 4 como el API del crudo, los barriles
de petróleo por día y la zona en la que se encontraba.
113
Tabla 15 DATOS W.O. 4
PRUEBA
FECHA
ZONA
BPPD
BSW
API
MÉTODO
OBSERV.
Antes
01-Sep-09
Hs
97
96%
27.4
PPS
DN-1,750
Después
30-Nov-09
Hi
210
80%
27.5
PPS
DN-1,750
Fuentes: Río Napo-CEM Programa de Trabajo y Reacondicionamiento
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
W.O. # 5
Fecha: 27-enero-2010
OBJETIVO: REPARAR BES.
Se inició operaciones el 21 de enero del 2010.
Schlumberger chequeó parámetros bajo el hanger, determinan equipo
desbalanceado.
Se bajó completación BES DN-1,750.
Se finalizó operaciones el 27 de enero del 2010.
W.O. No fue exitoso. BSW se mantiene alto.(C. Rodrígez, 2011)
En la tabla 16 se puede ver la zona, los barriles de petróleo por día, BSW y el
grado API del W.O. 5
114
Tabla 16 DATOS W.O. 5
PRUEBA
FECHA
ZONA
BPPD
BSW
API
MÉTODO
OBSERV.
Antes
06-ene-10
Hi
64
96%
27.4
PPS
DN-1,750
Después
28-ene-10
Hi
43
96%
27.4
PPS
DN-1,750
Fuentes: Río Napo-CEM Programa de Trabajo y Reacondicionamiento
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
W.O. # 6
Fecha: 5-ago-11
OBJETIVO: ASENTAR TAPON CIBP A 10,152’, DISPARAR ARENAS ¨U¨ Y
¨T¨EVALUAR POR SEPARADO, COMPLETAR.
Se inició operaciones el 08-jun-02
Se movió la torre de reacondicionamiento a la locación.
Se controló el pozo con agua tratada con NE-118 (4 gls /100 Bls)+ RNB-60,703
(1gln/1,000 gls)+MAGNACIDE -575(1gln/500 Bls) peso 8.6 LPG. Máxima
turbidez 10 NTU.
Se desarmó cabezal y se armo BOP, se probó sacar completación BES, se
chequeó presencia de corrosión, escala daños mecánicos y eléctricos.
Se bajó BHA de limpieza en tubería de 3
y sacar.
115
hasta +/-10,100´, circular limpiar
En tubería de 3
con campana se enganchó al ON OFF a +/-10,140´se
tensionó y se sacó la completación de fondo.
En tubería de 3
se bajó BHA de limpieza hasta 10,306´, y se circuló.
Con cable eléctrico se asentó tapón CIBP a 10,152´, se corrió registro GYRO a
todo el pozo y GR 2,000´ desde el CIBP.
En tubería de 3
de 3
se bajó cañón TCP con cargas de alta penetración camisas
y colchón de agua de 500´, correlacionar con GR-CCL marca
radioactiva, disparar el intervalo de arena Ti9, 952´-9,982´ (30) MD a 5 DPP.
Se reversó bomba jet y se controló el pozo, se sacó BHA de prueba, se diseñó
BES de acuerdo a los resultados de las evaluaciones y BUP
Se desarmó BOP, armó cabezal, se realizaron pruebas de rotación a la BES
Se tomaron prueba de producción por 6 horas
Se finalizó las operaciones del taladro.(C. Rodrígez, 2011)
A continuación se presenta los reportes diarios del trabajo de cañoneo, paso a paso,
realizado en el WO 6. Esta sección consta de diagramas de la completación del pozo, en
la que se incluye con detalles el tipo, cantidad y dimensiones de las tuberías del pozo:
La tubería protectora (si existe), el revestimiento superficial, el revestimiento inferior
(de producción) o final, los liner (si los hay), la tubería de producción (Tubing) con
todas las herramientas integrantes.
Procedimiento: contiene una exposición paso a paso de los procedimientos
recomendados para llevar a cabo el reacondicionamiento establecido. Para mejor
116
entendimiento revisar, el anexo N°1 en el que se presenta el diagrama propuesto para el
W.O.6, conjuntamente con el historial de producción del pozo SAC-163D en el anexo
N°2.
Reporte Diario de Reacondicionamiento
Fecha: 10-Feb-2011
Próxima Operación: Continuar Evaluando
Completación en Pozo 06:00: Conjunto TCP
Detalles:
Se evaluó arena "Ti" con bomba jet oíl máster 9-A y unidad MTU de
CÍA SOLIPET al tanque-bota del RIG:
INYECCIÓN:
PRES DE INY = 3,500 PSI
TOTAL / INY = 725
HORA / INY = 65 BLS
DÍA / INY = 1,560 BLS
BSW / INY = 100 %
HRS EVAL S/E = 11 HRS
HRS EVAL C/E = 0 HRS
TOTAL HRS EV = 11 HRS
PRODUCCIÓN:
TOTAL RECUP = 385 BLS
BLS PROD / HRA = 43 BLS
PROD / DÍA = 1,032 BLS
BSW / FORM = 95 %
117
BSW / RET. = 98 %
API a 60°F =
SALINIDAD =
Se reparó bomba de unidad MTU por daño en canastilla de válvulas.
Tiempo a cargo de CÍA. SOLIPET.
Se evaluó arena "Ti" con bomba jet OIL MASTER 9-A Y UNIDAD MTU DE
CÍA SOLIPET al tanque-BOTA DEL RIG.
INYECCIÓN:
PRES DE INY = 3,500 PSI
TOTAL / INY = 1,545 BLS
HORA / INY = 62 BLS
DÍA / INY = 1,488 BLS
BSW / INY = 96 %
HRS EVAL S/E = 24
HRS EVAL C/E = 0
TOTAL HRS EV = 24 HRS
PRODUCCIÓN:
TOTAL RECUP = 878 BLS
PROD / HRA = 36 BLS
PROD / DÍA = 864 BLS
BSW / FORM = 69 %
118
°API @ 60ªF =
SALINIDAD =
Nota: Se desalojó tanque bota a la estación con BOMBA DEL RIG.(C. Rodrígez, 2011)
.
Reporte Diario de Reacondicionamiento
Fecha 11-Feb-2011
Próxima Operación: Continuar Evaluando
Completación en pozo 06:00 am: CONJUNTO TCP
Detalles:
Se evaluó arena ¨Ti con bomba jet oil master 9 –A y unidad MTU de CÍA.
SOLIPET al tanque –Bota del RIG:
INYECCIÓN:
PRES DE INY= 3,500 PSI
TOTAL /INY = 3,033 BLS
HORA/ INY= 62 BLS
DÍA/ INY =1,488 BLS
BSW/ INY= 82%
HRS EVAL S/E =48 HRS
HRS EVAL C/E= 0 HRS
TOTAL HRS EV= 48 HRS
PRODUCCIÓN
TOTAL RECUP= 1,951 BLS
PROD/ HRA= 46 BLS
PROD/ HRA=1,104 BLS
119
BSW/ FORM= 49 %
BSW/ RET = 68 %
°API a 60° F =
SALINIDAD= 7,700 ppm
Nota: Se desalojó tanque bota a la estación con bomba de RIG.(C. Rodrígez,
2011)
Reporte Diario de Reacondicionamiento
Fecha 12-Feb-2011
Próxima Operación: Continuar Evaluando
Completación en pozo 06:00 am: CONJUNTO TCP
Detalles
Se evaluó arena "Ti" CON BOMBA JET OIL MASTER 9-A y unidad MTU de
CÍA SOLIPET al TANQUE-BOTA DEL RIG:
INYECCIÓN:
PRES DE INY = 3,500 PSI
TOTAL / INY = 4,521 BLS
HORA / INY = 62
DÍA / INY = 1,488
BSW / INY = 76 %
HRS EVAL S/E = 72 HRS
HRS EVAL C/E = 0 HRS
120
TOTAL HRS EV = 72 HRS
PRODUCCIÓN:
TOTAL RECUP = 3,118 BLS
PROD / HRA = 49 BLS
BLS PROD / DÍA = 1,176 BLS
BLS BSW / FORM = 58 %
BSW / RET. = 68 %
°API @ 60ªF =
SALINIDAD =
Reporte Diario de Reacondicionamiento
Fecha 13-Feb-2011
Próxima Operación: Continuar Evaluando
Completación en pozo 06:00 am: CONJUNTO TCP
Detalles
Se valuó arena "Ti" con bomba JET OIL MASTER 9-A y unidad MTU DE
CÍA SOLIPET AL TANQUE-BOTA DEL RIG:
INYECCIÓN:
PRES DE INY = 3,000 PSI
TOTAL / INY = 5,839 BLS
HORA / INY = 62 BLS
DÍA / INY = 1,488 BLS
121
BSW / INY = 70 %
HRS EVAL S/E = 86 HRS
HRS EVAL C/E = 0 HRS
TOTAL HRS EV = 86 HRS
PRODUCCIÓN:
TOTAL RECUP = 3,802 BLS
PROD / HRA = 40 BLS
PROD / DÍA = 960 BLS
BSW / FORM = 45 %
BSW / RET. = 60 %
°API @ 60ªF =
SALINIDAD = 3,350 pap
Nota: Se desalojó tanque a la estación con bomba del RIG.
Se chequeó válvulas de bomba TRIPLEX por no poder elevar presión.
Tiempo a cargo de CÍA SOLIPET.
Evaluó arena "Ti" con bomba JET OIL MASTER 9-A y unidad MTU de
CÍA SOLIPET al tanque-bota del RIG:
INYECCIÓN:
PRES DE INY = 3,500 PSI
TOTAL / INY = 5,947 BLS
HORA / INY = 62 BLS
DÍA / INY = 1,488 BLS
BSW / INY = 76 %
122
HRS EVAL S/E = 95 HRS
HRS EVAL C/E = 0 HRS
TOTAL HRS EV = 95 HRS
PRODUCCIÓN:
TOTAL RECUP = 4,248 BLS
PROD / HRA = 52 BLS
PROD / DÍA = 1,248 BLS
BSW / FORM = 58 %
BSW / RET. = 68 %
°API @ 60ªF =
SALINIDAD = 3,300 PPM
Nota: Se desalojó tanque a la estación con bomba del RIG.(C. Rodrígez, 2011)
Reporte Diario de Reacondicionamiento
Fecha 14-Feb-2011
Próxima Operación: Continuar Evaluando
Completación en pozo 06:00 am: BHA DE PRUEBA
INYECCIÓN
Detalles
PRES DE INY = 3,500 PSI
TOTAL / INY = 6,071 BLS
123
HORA / INY = 62 BLS
DÍA / INY = 1,488 BLS
BSW / INY = 76 %
HRS EVAL S/E = 97 HRS
HRS EVAL C/E = 0 HRS
TOTAL HRS EV = 97 HRS
PRODUCCIÓN
TOTAL RECUP = 4,353 BLS
PROD / HRA = 52 BLS
BSW / FORM = 58 %
BSW / RET. = 68
°API @ 60ªF =
SALINIDAD = 3,350 pap
W/L PETROTECH se armó equipo y con línea 3/16" bajó a recuperar bomba,
JET 9-A OILMASTER de 3
camisas a 9,737´ft. Conservó tensionando con
PULLING TOOL hasta con 2,000 LBS por varias ocasiones se recobró con
éxito. Saca herramienta con BOMBA JET, salió limpia. Se desarmó equipo.
Chequeó CAMISA DE 3
en superficie todo en optimas condiciones.
Se controló el pozo por 3
CAMISA a 9,737´ft, con agua de 8.3 LPG
filtrada y tratada con químicos. Desplazó fluido contaminado a la estación.
Químicos usados 20 GLS DE NE 118.20 GLS DE CLATREAT Y 1 GALDE XCIDE.
124
TÉCNICO CÍA WEATHERFORD maniobró7 x 2
ARROWSET PACKER
a 9,804´ften varios intentos para desasentarlo sin éxito. se trabajó sarta
incrementando paulatinamente tensión hasta 130,000 LBS con éxito.
Se descargó 210 SXS DE KCL desde plataforma con cuadrilla.
Se sacó conjunto TCP EN 3
tubería, sale con 15,000 LBS de arrastre hasta
9,238 ft (colgador de 7") continuó sacando llenando el pozo normal.
Técnico Baker desarmó CONJUNTO TCP: 3
3
2
EUE (1) TUBO, 3
EUE
X-OVER,
(WEATHERFORD),
EUE NO-GO, 3
7
2
x
2
EUE BOX x 3
3
EUE (1) TUBO, 3
EUE
ARROW
EUE PIN X-OVER, 3
x2
SET
x 3
EUE PUP JOINT, 4
, espaciador, 4
x
PACKER
EUE (1) TUBO,
EUE, marca radiactiva,
EUE X-OVER, 2
desbalance con disco de vidrio, 2
Mecánica, 4
EUE (1) TUBO, 3
x 3-1/2 EUE, X-OVER, 3
3
(2) . TUBOS, 3
EUE camisa de circulación,
EUE SUB, de
EUE X-OVER, 3
EUE
adaptador para cabeza de disparo.
(30 ft) cañones disparados 100%, 4
tapón.
Se armó BHA DE PRUEBA: 7x2
2
BARCATCHER, 7 x 2
3
(1) TUBO, 3
RBP, 2
RET. MATIC, 2
NOGO, 3
125
(1) TUBO, 3
OVERSHOT,
x 3
CAMISA.
X-OVER,
Se bajó BHA de prueba en 3
tubing clase "B" midió, calibró y se probó con
3,000 psi cada 20 paradas hasta 5,000 ft.
Nota: Se probó con presión a 1,900 ft, se detecta fuga, saca y cambia tubo por
PIN en mal estado.(C. Rodrígez, 2011)
De acuerdo a la programación del trabajo se estiman los días de operación, las
compañías de servicios y los materiales requeridos para realizar el reacondicionamiento,
con ellos se calcula en función de los precios y el gasto total del trabajo. Los gastos por
considerar son los gastos por movilización, días de operación de la torre, servicios para
cementación, servicio de cable eléctrico, servicios de línea de alambre (wireline),
químicos, equipo de subsuelo y contingencia. Los costos dependerán del trabajo y lo
estimado no siempre estará de acuerdo con la realidad.(Quiroga, 1991)
Como se ve en la Tabla 11 la lista de las compañías, los servicios que prestaron y los
costos de cada una de ellas con el total del valor.
126
Tabla 17 PRESUPUESTO PARA EL W.O 6
Compañías
Servicios
Costos USD
Triboilgas/Geopet
Movimiento de la torre
5,000
Triboilgas/Geopet
Trabajo de la torre
120,000
Triboilgas/Geopet
Supervisión y transporte
10,000
Reda/Centrilift
Equipo de subsuelo
150,000
Reda/Centrilift
Supervisión e instalación BES
10,000
Schl/Baker/Halliburton
Cañón TCP
40,000
BJ Services
Químicos
5,000
BJ Services
Spooler + vacuum
10,000
BJ Services
Unidad de wire line
3,000
Otros
Contingencias (30%)
105,900
458,900
SUBTOTAL
458,900
TOTAL
Fuente: Río Napo-CEM Programa de Trabajo y Reacondicionamiento
Fecha: 2010-2011
Elaborado por: Natalia Sobrevilla
127
CAPÍTULO V
CAPÍTULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 CONCLUSIONES
Los cañoneos bajo balance, generalmente crean perforaciones con mayor
productividad que cañoneos sobre balanceados. Los orificios quedan más
limpios, y en algunos casos de mayor diámetro, debido a la remoción de una
parte de la zona compactada.
De las propiedades mecánicas de las rocas de la Cuenca Oriente como la
resistencia a la compresión, depende la longitud de penetración en el cañoneo,
donde también influyen el diseño de la carga y el tipo.
El cañoneo sobre balanceado generalmente daña los yacimientos de
hidrocarburos, en el orden siguiente (en relación al daño).
 Zona de Petróleo
 Zona gasífera de alta presión
 Zona gasífera de baja presión
El daño con cañoneo sobre balance puede ser minimizado, achicando el pozo o
produciendo con altas caídas de presión.
Se necesitan altas presiones de formación que puedan equilibrar la caída de
presión en el yacimiento y la completación, mayores que el diferencial mínimo
para obtener perforaciones limpias.
La técnica de Wireline genera un mayor daño de la formación que las técnicas
TCP Bajo- balance y PURE.
129
El cañoneo realizado con la técnica de TCP bajo balance es el doble de costosa
que la técnica Wireline convencional y a la vez la técnica TCP bajo balance es
más económica que la TCP PURE en circunstancias similares e iguales
condiciones de operación.
.
5.2 RECOMENDACIONES
Para seleccionar el procedimiento de cañoneo en un pozo de la Cuenca Oriente con
diferencial a favor de la formación se recomienda determinar los siguientes parámetros
determinar los siguientes parámetros:
 Permeabilidad
 Presión de yacimiento
 Velocidad sónica en las lutitas adyacentes
 Densidad (registros FDC) de las lutitas adyacentes
 Considerar el mínimo diferencial bajo balance requerido
 Estimar el máximo diferencial permisible, como sigue:
Velocidad del registro sónico menor de 90 µs/pie o densidad de lutita
mayor de 2,4 gr/cc (formación consolidada)
Velocidad de registro sónico mayor de 90 µs/pie o densidad de lutita
menor de 2,4 gr/cc (formación no consolidada)
Es recomendable optar por un diferencial de presión debajo balance, entre el
mínimo y el máximo calculado.
130
Una carga de alta penetración es económicamente conveniente, y justifica la
inversión cuando se refleja el aumento de producción y productividad del pozo.
Seleccionar un diferencial más cercano al mínimo, en caso de tener problemas
de arenamiento en el área.
Se recomienda que en el pozo el Sacha 163-D se monitoreé la presencia de
corrosión, se chequen daños mecánicos y eléctricos, para evitar cualquier
improvisto en las operaciones siguientes.
Investigar el régimen del flujo del pozo (con fin de predecir las tasas de flujo y
las caídas de presión para las diferentes opciones de cañoneo que se está
escogiendo) como en el caso del pozo Sacha 163-D en el que se tomó en cuenta
las características de flujo de los yacimientos.
Implementar cañones de alta densidad y cargas grandes en el campo Sacha 163D, ya que estos producen mayores tasas de flujo.
Se recomienda hacer una evaluación de costos diarios y las compañías que
prestan los servicios en el reacondicionamiento, para obtener un presupuesto y el
valor total de la operación.
131
GLOSARIO
Acidificar Dar propiedades ácidas a cuerpos que no la tienen
API Instituto Americano del petróleo.
Arcilla Minerales muy pequeños con un micro estructura en capas y una gran área de
superficie
Arcillosa Constituida por agregados de silicatos de aluminio, hidratados procedentes de
la descomposición de minerales de aluminio
Arenamiento Fenómeno donde el material de la formación viaja hacia el pozo y la
superficie como parte de los fluidos producidos.
Arenisca Opsamita es una roca sedimentaria de tipo detrítico de color variable que
contiene datos de tamaño de arena.
Arenisca Roca sedimentaria clástica formada por granos de arena cuyo tamaño varía
entre 2 -0.0625 ms.
Azimut Ángulo que con el meridiano forma el círculo vertical que pasa por un punto de
la esfera celeste o del globo terráqueo
Campo Proyección en superficie del conjunto de yacimientos de hidrocarburos con
características similares y asociados al mismo rasgo geológico.
Cañoneo Método que consiste en perforar la tubería de revestimiento para hacer fluir
gas natural y/o petróleo del yacimiento hacia el pozo.
Caoliníta Arcilla blanca muy pura que se utiliza para la fabricación de porcelanas y de
aprestos para almidonar
Cemento Mezcla o lechada para endurecer las paredes del pozo
Cizallamiento Fuerza paralela a la superficie de los cuerpos.
132
Compactación Proceso físico donde los sedimentos son consolidados, resultando una
reducción de los poros entre los granos.
Completación Trabajos posteriores a la perforación de un pozo que tienen como
objetivo ponerlo a producir. Preparación de un pozo para ponerlo en producción
económicamente rentable. Próximo a ser entubado los horizontes productivos son
puestos en contacto, permitiendo el flujo de fluidos del reservorio hacia la superficie por
medio de la tubería de producción y el equipo apropiado para controlar la tasa de flujo.
Consolidación Sedimentos que se han compactado y cementado hasta tal punto que se
ha convertido en un sólido, esto trae un crecimiento en la densidad, velocidad acústica y
una disminución en la porosidad.
Corte de agua Porcentaje de agua que se produce con un barril de petróleo.
Crudo liviano › 30° API
Crudo Medio 22- 30° API 22° API
Crudo pesado ‹22° API
Cuarzosa Mineral muy duro de aspecto cristalino que forma parte de la composición de
muchas rocas, en estado puro es incoloro, pero puede adquirir gran variedad de colores
en función de las sustancias con las que este mezclado.
Diferencial de presión (pe-Pf) (Drawdown) se denomina así a la diferencia entre la
presión existente en el límite exterior de un pozo y la presión de fondo de producción
del mismo.
Estimulación Técnica de rehabilitación aplicada a los pozos, para estimular su
capacidad productora, entre esta técnica tenemos: fracturamiento, acidificación, lavado
de perforaciones y frac pack.
Fino Partícula que posee un tamaño entre el rango de 44 a 74 micrones.
133
Formación Estratos rocosos homogéneos de cualquier tipo, usados para describir zonas
de roca penetrada durante la perforación.
Fracturamiento Método por el cual accedemos a los poros de la formación productora
de hidrocarburo, mediante
fluido a alta presión provocando su ruptura y para
mantenerle abierta de utilizan aditivos.
Gas natural: Mezcla de hidrocarburos gaseosos que encuentran en tipo de roca
sedimentaria y relacionada al petróleo. El gas natural es especialmente parafínico
principalmente. El gas natural puede ser de dos tipos gas asociado y no asociado.
Geotérmico Calor de las capas internas de la tierra
Grado API Clasificación del petróleo en función de su densidad su fórmula es:
[141.5/grav. espec a 16° C]- 131.5
HEGSHigh Efficiency Gun ShotCañón casing gum
HMX High melting Explosive Pertenece a la clase de explosivos altos debido a su
velocidad de reacción.
HNS Hexanitrostilbene explosivo denominado altos por su velocidad de reacción que
va desde 1500m/s su detonación es por calor o percusión.
HSD High shot density cañón casing gum
Impide reventones Sistema que controla el “golpe de ariete”, el aumento repentino de
la presión que puede resultar en incendio.
IRIS (Intelligent Remote Implementation System)
134
Petróleo Mezcla de hidrógeno y oxígeno, su apariencia puede ser incolora hasta
completamente negro, capacidad calórica ente 18,300 a 19,500 Btu por libra y una
gravedad específica
entre 0,78 y 1.00 (correspondiente a 50° API y 10° API,
respectivamente de acuerdo a esto se clasifican en
Poro Espacio vacío que tiene la roca donde se almacena aire, agua, hidrocarburo u otro
fluido, el porcentaje vacío es la porosidad de la roca.
Pozo Agujero que se ha terminado apropiadamente con los aditamentos requeridos, para
traer a la superficie la producción de gas y/o petróleo de un yacimiento.
PPG Port plug Ejemplo de cañón casing gun que se bajan por el revestidor y se
manipulan por medio de cable eléctrico
Propelente: Perclorato de potasio
PYX
Picrilamino dinitropiridina Explosivos altos con velocidad de reacción de
300/1500m/s
RDX Royal Demolition Explosive posee una velocidad de reacción de 1500 m/s eso lo
hace un explosivo alto
Rehabilitación de Pozos Restablecer u optimizar la capacidad de intervalo productor
de un pozo, o de cambiar el horizonte de producción por otro ubicado por otro ubicado
a mayor o menor profundidad.
Reparación Este trabajo se lo realiza en las instalaciones de superficie o de subsuelo
con el objetico de corregir inconvenientes mecánicos que resten o frenen la producción.
Reservas posibles Estimación de las reservas de petróleo y/o gas en base a estructuras
penetradas.
Reservas Probables Reservas de petróleo y gas que se estima recuperable de campos
conocidos, bajo condiciones económicas y operativas existentes.
135
Reservas Recuperables Proporción de hidrocarburos que se puede recobrar de un
yacimiento.
SAFE (Slapper Actuated Firing Equipment)
Salmuera Agua salada
SPAN Diseño y análisis de las operaciones de disparo, se utiliza para pronosticas la
eficiencia de las completaciones y la selección del mejor sistema de cañoneo .Los
cálculos de desbalance se basan en los criterios más modernos. Si el diferencial real de
presión es menor que el desbalance mínimo para alcanzar el daño nulo, se calcula el
daño residual y muestra la productividad en relación a este factor. Con cinco diferentes
clases de cañones se calcula la productividad y se ve diferentes densidades y ángulos.
TPP Tiros por pie
136
Bibliografía
Almague Jim, J. M. (Verano 2002). Orientación de los disparos en dirección correcta .
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edición .
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Behrmann Larry, B. J. (Verano200). Técnicas de diseño de los disparos para optimizar
la productividad. Oilfield Review , 54-79.
C.Rodrigez, E. C. (2011). Programa de trabajo o Reacondicionamiento . Quito :
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J.Simancas, F. (2005). MANUAL TEÓRICO-PRACTICO DE INGENIERÍA DE
COMPLETACIÓN Y REABILITACIÓN DE POZOS ESCUELA DE PETRÓLEO DE LA
U.C.V. CARACAS .
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Editores Cientificos .
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137
Trabajos citados
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Schumberger: www.slb.com/perforating
138
ANEXOS
ANEXO 1
SACHA - 163 D
DIAGRAMA PROPUESTO
W.O.- 06
COMPLETACION :08-JUNIO-2002
W.O.- 02: 08-SEPT-2005
W.O.- 03: 21-SEPT-2007
W.O.- 04: 14-OCT-2009
W.O.- 05: 27-ENE-2010
20" casing H-40, 94 LBS/FT, 8RD, 3 TUBOS
Zapato guía cementado con 373 sxs clase "A"
13 3/8" casing C-95, 72 LB/FT BTC, 122 TUBOS
Zapato, cementado con 3150 SxS clase "A"
RTE= 916'
GLE= 886'
MR=30
115'
5365'
Casing 9 5/8", C-95, 47 LBS/ft, BTC, 225 tubos
Cable Plano Nº 2 con capilar
296 Protectores Cannon
310 Middle joint
3 1/2" EUE, N-80, 314 TUBOS
Kick Off Point (KOP) Incl 0.57°, Azimut 180.43°
8490'
DV-TOOL
7 " COLGADOR DE LINER
9238'
VENTANA a 9461' INC 38°, AZ 212°
LINER 7" C-95 ,26 LB/FT, 25 tubos
HOLLIN SUP.(5DPP)
10204' - 10218' (14') MD
10224' - 10232' (8') MD
10237' - 10246' (9') MD
10228' - 10258' (10') MD
CIBP
HOLLIN INF.(5DPP)
10286' - 10305' (19') MD
9484'
3½" EUE, CAMISA DESLIZABLE (ID=2,81")
3½" EUE, N-80, 9.3 LB/PIE
3½" EUE, NO-GO C/STD-VALVE
3½"
EUE, N-80,
1 TUBO
Agujero
de 8 1/2"
3½"
DESCARGA DE LA BOMBA
CIBP
9513'
9547'
9 5/8" TR, C-95, 47LB/FT, BTC, 225 tubos
BOMBAS , SERIE 400
B
9580'
B
B
Agujero de 12 1/4", Incl 70°, Azimut 211°
9632'
Pescado tope a 10282'
Zapato, cementado con 1156 sxs "G"
10306'
9635'
9653'
10440'
9670'
por: J. Cotrina / 90742
140
ADAPTER, SERIE 400/540
SEPARADOR DE GAS, SERIE 540
SELLO, SERIE 540
SELLO, SERIE 54SELLO, SERIE
MOTOR 150HP / 2300 V / 39
Collar flotador, Incl 59°,
SENSOR
Azimuth
224º
7" CENTRALIZADOR
PT : 10442'
SxS clase "A"
ANEXO 2
141
ANEXO 3
142
ANEXO 4
143