IES - Global De Geomecánica de pozo a Geomecánica de campo Retos y Beneficios Society of Petroleum Engineers Lima, Peru 13 de Febrero 2009 Innovative Engineering Systems Limited IES - Global PROGRAMA • Introducción • Modelos geomecánicos y sus aplicaciones • Geomecánica de pozo - Estabilidad de hoyo • • • Componentes y resultados Estabilidad de hoyo - Forestal 1301D - Perú Retos • La transición • Geomecánica de campo/yacimiento • • • • Componentes y herramientas UE Lagomar - PDVSA Retos Hoja de ruta y Visión Innovative Engineering Systems Limited MODELO GEOMECANICO Y SUS APLICACIONES Data de perforación, producción, sísmica… IES - Global APLICACION Estabilidad de hoyo Modelo de temperatura Modelo de resistencia mecánica Campo de esfuerzos Arenamiento Fractura hidráulica MODELO Fractura térmica Compactación Riesgo sísmico Data - Registros Modelo de propiedades mecánicas de la roca Innovative Engineering Systems Limited Rendimiento del yacimiento Integridad de pozo IES - Global Geomecánica de Pozo Innovative Engineering Systems Limited IES - Global ESTABILIDAD DE HOYO- COMPONENTES Resistencia mecánica Campo de esfuerzos Peso del lodo - OMW Interacción Roca-fluido Predicción del tamaño del hoyo Desviación Orientación Presión de poro Estabilidad de hoyo Perdidas de circulación Invasión de sólidos Predicción del tamaño de ripios Identificación de fracturas Innovative Engineering Systems Limited Data, modelos Resultados MODELO GEOMECANICO - Campo Clipper Innovative Engineering Systems Limited IES - Global Cortesía de Fairfield Energy MODELO GEOMECANICO - Campo Clipper STRESS AREA "! [psi/ft] North Clipper ~ 0.89 Clipper ~ 0.80 !h Arena Clipper ~ 0.63 !H Arena Both fields ~ 0.87 !h Lutita !v IES - Global ~ 0.98 !v > !H > !h Cortesía de Fairfield Energy Innovative Engineering Systems Limited ESTABILIDAD DE HOYO - Campo Forestal Innovative Engineering Systems Limited IES - Global OBSTACULOS Y LIMITACIONES IES - Global • Obstáculos (reales y falsos) • • • • • Falta de data o pobre calidad de la información Criterio de interpretación y análisis - discreto, a corto plazo.. Experiencia en la disciplina(s) - geología, geofísica, química….. Complejidad estructural del área o campo VISION ESTRATEGICA (enfoque puntual) • Limitaciones • • • • • Herramientas computacionales (Empíricas, analíticas, elementos finitos..) Determinación del campo de esfuerzos - Uso de gradientes, calibración.. Determinación y validación de las propiedades mecánicas Integración con otras disciplinas (interacción roca-fluido, geología) Tipos de formación, lutitas, calcáreas, formaciones fracturadas Innovative Engineering Systems Limited RETOS - Campo de esfuerzos y variacion ƒ(t) Campo de esfuerzos - Guafita IES - Global Efecto de Agotamiento Innovative Engineering Systems Limited IES - Global RETOS - Resistencia mecánica Cual resistencia mecánica ?? • Cual es la magnitud de la resistencia mecánica a usar para: 1. 2. 3. Hoyo abierto Hoyo entubado En el yacimiento • Como convierto la data estática en data dinámica ? • Como cuantifico su magnitud en las arcillas ?? • Que magnitud tomamos en roca fracturada ?? Rotliegendes sand(UKCS) Cortesia de Fairfield Energy Innovative Engineering Systems Limited Bir-El Misana sand (Algeria) Cortesia de Amerada Hess IES - Global RETOS - Efecto de temperatura y presión 0 Strength (psi) 5000 2980 2985 Zona enfriad a Zona barrida w Fluido de Formació n r rc f Pinj T Tr Tr c es es 2990 Depth (mts) r 2995 3000 3005 3010 Base strength !"=#50 $ !"=#20 $ Innovative Engineering Systems Limited 10000 BENEFICIOS - Geomecanica de pozo IES - Global • Reducción del riesgo operacional y el tiempo no productivo • Bajo costo • Optimización de la hidráulica y eficiencia del proceso de perforación • Contribuye a el desarrollo de los modelos geomecánicos del campo • Modelos desarrollados pueden ser usados para otras aplicaciones • Integración de los resultados con los procesos de completación y producción pueden mejorar el rendimiento de los pozos e incrementar la producción • Resuelve problemas PUNTUALES Innovative Engineering Systems Limited IES - Global LA TRANSICION YACIMIENTO ( >1000000 mm) POZO (< 500 mm) APLICACIONES APLICACIONES Estabilidad de hoyo Estabilidad de hoyo Arenamiento Arenamiento Fractura hidráulica Fractura hidráulica Fractura térmica Fractura térmica Compactación Integridad de pozo Cañoneo Riesgo sísmico Rendimiento del yacimiento Integridad del yacimiento Optimización de explotación Innovative Engineering Systems Limited IES - Global Geomecánica de campo/yacimiento Herramientas de simulación que integran flujo y Geomecánica han estado disponibles por los últimos 15 anos. Sin embargo, para los ingenieros de yacimiento el análisis Geomecánico es un dolor de cabeza adicional a el ya muy fuerte de su propia disciplina (P. Longuemare, 2001) Innovative Engineering Systems Limited IES - Global COMPONENTES Campo de esfuerzos Modelo petrofisico Propiedades mecánicas Modelo de fallas Modelo de yacimiento Estrategia de explotación Fuente de la data Innovative Engineering Systems Limited Modelo térmico Modelo de presión de poro HERRAMIENTAS - Características IES - Global Modelos 3D acoplados, GeoSIM, GRS(Chevron), STAR (CMG).. Integran la hidráulica y la geomecánica a través del yacimiento Permiten determinar el impacto del flujo de fluidos en el rendimiento mecánico del yacimiento Cortesía de VIPS Innovative Engineering Systems Limited RETOS - Fuentes de la data - Sísmica IES - Global Bruce S. 2000 Mediciones de registros y datos sismicos Innovative Engineering Systems Limited IES - Global RETOS - Determinación de propiedades petrofisicas - Porosidad (#) DEPTH Vs POROSITY POROSITY(NPHI) FROM WELL LOGS Vs SEISMIC AMPLITUDE 8260 0.7 0.6 0.5 0.4 DEPTH(ft) POROSITY 8210 0.3 8160 E 0.2 0.1 8110 0 0 200000 400000 600000 800000 1000000 8060 SEISMIC AMPLITUDE 8010 0.15 0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 POROSTY(%) POROSITY FROM WELL LOG POROSITY FROM SEISMIC Innovative Engineering Systems Limited RETOS - Determinación de las propiedades mecánicas - Relacion de Poisson ($) DEPTH Vs POISSON RATIO (FOR FIVE TRACES) DEPTH Vs POISSON RATIO 8260 8260 8210 8210 DEPTH(ft) DEPTH(ft) IES - Global 8160 POISSON 1 8160 POISSON 2 POISSON 3 POISSON4 POISSON5 8110 8110 8060 8060 8010 8010 0.34 0.35 0.36 0.37 0.38 0.3 POISSON RATIO Innovative Engineering Systems Limited 0.35 POISSON RATIO 0.4 RETOS - Data obtenida de la sísmica • Resolución de la data es pobre • Calibración de la data debe ser hecha con registros • Preparación de la data sísmica, cual atributo escoger • Formato e integración con el simulador • Costos • Pericia (Geofísica, geomecánica, petrofisica…????) Innovative Engineering Systems Limited IES - Global RETOS - Fuente de conocimientos - Pozo Innovative Engineering Systems Limited IES - Global RETOS - Fuente de la data - Pozo Innovative Engineering Systems Limited IES - Global RETOS - Data obtenida por Pozo IES - Global • Cantidad, calidad y formato de la data • Pericia (Petrofisico, geólogo, yacimientos ….) • Tiempo y costo de procesamiento • Costos • Manejo y aplicación de la información (Analogías ???) • Mantenimiento y futuro desarrollo tanto de las bases de datos como las bases de conocimientos Innovative Engineering Systems Limited BENEFICIOS - UE Lagomar - PDVSA Campo Aplicación Metodología Caracterización Lagomar Arenamiento Por pozo Mecánica Resultados • • • • • • • • Modelo geomecánico validado Áreas del campo recuperadas(Gas) Completaciones con y sin control de arena Optimización de las completaciones Eventual incremento de la producción Reducción del riesgo operativo Mejores factores de recuperación Resultados pueden ser usados para otras aplicaciones en el campo Innovative Engineering Systems Limited IES - Global BENEFICIOS - Lote 1AB & 8 - Perú IES - Global Caracterización de la resistencia mecánica - Campo Shiviyacu Forestal Foresta Ecuador Carme Ecuado n Perú rPer ú Huayur Capahuari CapahuariN N Capahuari Pi S pel ine i l San Jacinto Block 1AB 1AB Sh NE Shiviyac u Jibar o Jibarit Dorissa Doriss o a Bartr a Tigr e Tamb o Valenci a Nva. Esperanza Pavayac u Capiron a Corriente Corrientes s Chambir a Block Block 8 8 50 Km Pipelin Pipeline e Yanayac Yanayacu u Vivian Chonta UCS Inicio de registros Innovative Engineering Systems Limited IES - Global BENEFICIOS - Lote 1AB & Lote 8 - Perú EVENTOS EN SHIVIYACU FORMACION 0 REPASO PIE S • • • • Modelos geomecánicos de los dos lotes validados Bases de conocimientos y datos en continuo desarrollo > 2000 eventos de estabilidad de hoyo Reducción de costos > 60% por trabajo Resultados capturados en un sistema RESTRICCION DEL HOYO PERDIDA DE CIRCULACION FRECUENCIA 10 0 BLS 500 8 PEGA DE TUBERIA LPG 12 SUPRADYACENTE A POZO POZO POZO Resultados • 200 0 SUPRADYACENTE A POZO Metodología Caracterización 10 (~ 300 pozos) WBS, daño, cañoneo, fractura hidráulica Por pozo Mecánica LOWER RED BEDS LOWER RED BEDS BASAL TERTIARY SAND BASAL TERTIARY SAND CACHIYACU VIVIAN CHONTAFORM ATION INTRACHONTA LIM ESTONE CHONTASHALE CHONTALIM ESTONE CHONTASHALE CHONTA SAND CHONTASHALE AGUA CALIENTE RAYA Innovative Engineering Systems Limited CACHIYACU Campos Aplicaciones VIVIAN CHONT A O R MA F IO N T IN T RA CHONT AL IM E T ONE S CHONT A HAL S E CHONTA L IM ESTONE CHONT A HAL S E CHONTA SAND CHONT A HAL S E AGUA CALIENTE RA YA DESARROLLO Y UTILIZACION - Perú IES - Global Usuario Desarrollado No. Campos Tiempo de desarrollo Costo de desarrollo Pluspetrol Perú, 2006 - 2007 8 (2007) + 2 (2008) ~ 4200 hh ~ $ 2500 por pozo Aplicaciones Estabilidad de hoyo, Fractura hidráulica Daño a la formación Costo original WBS Costo actual WBS $ 70000 por estudio (1 pozo) $ 25000 por estudio Uso del sistema(al 02/09) 4 Pozos (WBS), 3 Pozos (completación) 3 Pozos (Fractura hidráulica) Innovative Engineering Systems Limited BENEFICIOS - Vía modelos de yacimiento • Modelos de elementos finitos, 3D • Acoplan la geomecánica y el flujo • Permiten el manejo integral del campo • Permite evaluar el riesgo sísmico • Cubre todas las aplicaciones • • • Arenamiento, Estabilidad de hoyo Subsidencia………. Innovative Engineering Systems Limited IES - Global INTEGRACION DE LOS RESULTADOS IES - Global Reservoir Wellbore Deformation Deformation Innovative Engineering Systems Limited IES - Global HOJA DE RUTA - De pozo a Campo Base de conocimientos Sísmica Modelo geomecánico de campo Modelo geomecánico por pozo Reportes Pruebas Registros Mediciones Herramientas Modelo integral de yacimiento Bases de datos Modelo de Yacimiento (Q, P, T) Star, Eclipse, Reveal…. Innovative Engineering Systems Limited VISION - VIA DE DESARROLLO IES - Global • La geomecánica es una disciplina integral a los procesos de explotación de hidrocarburos (Exploración, desarrollo y producción) • Debe ser implementada en el currículo académico en nuestras Universidades para los futuros profesionales • El proceso de transición de pozo a el campo / yacimiento requiere de liderazgo y visión de desarrollo mas que las herramientas de elementos finitos, la motivación no va a venir de las compañías de servicio • Los beneficios de su uso son muchos deben integrarse a otras disciplinas tales como protección ambiental y planificación urbana Innovative Engineering Systems Limited
