Proyecto de maestría de la Escuela de Ingeniería UNIVERSIDAD AUTÓNOMA “GABRIEL RENÉ MORENO” ESCUELA DE INGENIERIA “FACTIBILIDAD DE REACTIVACION EN CAMPOS MADUROS, PERFORACION EXPLORATORIA BUSCANDO RESERVORIOS DEL SUB ANDINO SUR, APLICADO AL CAMPO RIO GRANDE” POR: ING. EDGAR FLORES FERNANDEZ Perfil de Tesis presentado a la Unidad de Postgrado de La Escuela de Ingeniería de la Universidad Autónoma “Gabriel René Moreno” Docente Guía: Mba. Msc. Ing. Carlos Iver Saravia Vidal AGOSTO 2023 – SANTA CRUZ DE LA SIERRA, BOLIVIA pg. 1 Proyecto de maestría de la Escuela de Ingeniería INDICE DEL PERFIL CONTENIDO PARA APROBACION DEL PROYECTO DE GRADO 1. Título del proyecto de maestría 2. Introducción y antecedentes 3. Planteamiento del problema a. Pregunta de investigación b. Formulación del problema c. Árbol del problema 4. Objetivos a. Objetivo General b. Objetivos específicos 5. Justificación de la investigación a. Justificación social b. Justificación técnica c. Justificación medio ambiental d. Justificación económica 6. Delimitación de la investigación 7. Metodología de la investigación 8. Fuentes de la información 9. Cronograma de actividades 10. Bibliografía pg. 2 Proyecto de maestría de la Escuela de Ingeniería CAPITULO I 1. FACTIBILIDAD DE REACTIVACION DE CAMPOS MADUROS A TRAVEZ DE LA PERFORACION EXPLORATORIA BUSCANDO RESERVORIOS DEL SUB ANDINO SUR, APLICADO AL RIO GRANDE. 2. Introducción y Antecedentes El campo Río Grande, ubicado aproximadamente a 45 km al sureste de la ciudad de Santa Cruz de la Sierra, fue descubierto el año 1961. Está ubicado dentro del área de explotación del Bloque Grigotá. Actualmente se encuentra en etapa de explotación madura (es decir debido al prolongado tiempo de producción de los mismos reservorios tradicionales la presión inicial ha bajado sustancialmente, además de que la producción de agua de reservorio ha estado incrementando por mecanismo natural de acuíferos activos, este aspecto ha hecho que se bajen instalaciones de levantamiento artificial ALS por sus siglas en Ingles para la recuperación secundaria mejorada del campo tradicional), con una depletación marcada asociada a la explotación del campo y a las bajas presiones actuales de los reservorios. Hubo ciertas acciones en las facilidades de producción en superficie como: la implementación del sistema de baja presión de 80 PSI en la planta Río Grande que buscó reducir la contrapresión en los pozos para alargar la vida productiva de los mismos y optimizar el factor de recuperación final de los reservorios. Para estimar el potencial de este proyecto se realizaron evaluaciones del comportamiento de pozos a través de modelos de simulación integrales subsuelo-superficie, lo cual permitió conocer las limitantes del sistema de producción y dimensionar las capacidades adecuadas de compresión a implementar para un óptimo manejo de producción del campo. La puesta en marcha del proyecto fue el 1 de mayo de 2019. Se habilitaron pozos que se encontraban cerrados por baja presión de surgencia y otros pozos surgentes pasaron de la etapa de 300 PSI a 80 PSI evitando cierres prematuros de pozos y generando continuidad de producción. El incremento del caudal por efecto de la compresión a 80 PSI. Mas sin embargo el problema de la depletacion es algo natural en la longevidad de los pozos hidrocarburíferos, existen otros métodos como inyección de bacterias, surfactantes, tratamientos químicos de control de agua, bajar sartas de velocidad o sistemas de tubos capilares, etc. Que son un método remediativo. El presente proyecto de maestría va más allá proponiendo la exploración para descubrir nuevos reservorios en este caso específico perforación pozos HPHT profundos tratando de encontrar los reservorios del sub andino sur denominados MEGA RESERVORIOS, pg. 3 Proyecto de maestría de la Escuela de Ingeniería que inclusive ya se ha tenido éxitos en campos vecinos de Santa Cruz como Caranda operado por Petrobras. El proyecto además incluye aspectos como optimización de usar una sola megaplanchada para hacer pozos multilaterales o varios pozos desde un mismo sitio, de esta manera ahorraremos tiempo, que además reduciremos em impacto ambientar al no desbastar más áreas de bosque, optimizando así el uso de una sola planchada, también con la revisión de los BHA (Herramientas de fondo para la perforación) de este pozo, los próximos y los convencionales del campo Rio Grande. Finalmente haremos énfasis en la ley 1333 de Medio Ambiente que es general pero no específico para nuestro rubro petrolero, sugiriendo la inclusión de algunos artículos en base a un análisis y matriz de riesgos que buscan minimizar los riesgos, aspectos e impactos de contaminación al medio ambiente, a la flora y fauna, a los acuíferos de agua dulce y a la población en general que de paso se ha visto un crecimiento poblacionario hacia esta zona, ni que decir de proteger de contaminación al propio Rio Grande. 3. Planteamiento del problema a) Pregunta de investigación ¿Se Logrará la reactivación de los campos maduros mediante la perforacion de más pozos delimitadores en los nuevos reservorios profundos y producción comercial de hidrocarburos en este campo maduro de baja presión, demostrando la factibilidad de perforación de nuevos pozos desde una sola planchada? b) Formulación del problema Los daños a las formaciones productoras profundas por la invasión de fluidos no compatibles, colisión de múltiples pozos perforando desde una sola planchada, además de los riesgos asociados a la envergadura de equipos, personal, periféricos que llevan un pozo exploratorio de alta profundidad tomando en cuenta los riesgos medio ambientales y minizarlos teniendo en cuenta que la ley general 1333 de medio ambiente. pg. 4 Proyecto de maestría de la Escuela de Ingeniería c) Árbol del problema Figura 1 Árbol del problema, análisis y solución EFECTOS CAUSAS d) e) f) g) h) i) j) k) SITUACION IDEAL - - - Descubrimiento de nuevos reservorios Tipos de fluidos a utilizar para zonas subnormales y anormales Alta desviación de pozos e inestabilidad del agujero en la perforación & terminación l) Conocimiento de la geomecánica de rocas m) Pruebas de laboratorios con núcleos n) representativos y ensayos destructivos Well testing de todos los reservorios tradicionales y nuevos a descubrir - PROBLEMA SITUACION REAL Falta de implementación del uso de una mega planchada en los programas de perforación y terminación aplicado en la reactivación de campos maduros Factibilidad de Perforación & terminación de pozos SOLUCION exploratorios altamente desviados desde unapara sola la Uso de una planchada planchada optimización de la perforación, terminación, well testing y producción tomando en cuenta la Ingenieria y economía del proyecto. Fuente: Elaboración propia pg. 5 Posibles colisiones de pozos Producción de fluidos de reservorios depletados con nuevos descubrimientos HPHT Toma de núcleos en agujero altamente desviados y arenas no consolidadas - - Primer pozo exploratorio en área Grigota Zona altamente poblada y paso del rio Grande cercano que se debe evitar contaminaciones Alta envergadura de equipos considerando pozo HPHT /profundo en zona tradicional Proyecto de maestría de la Escuela de Ingeniería 4. Objetivos a) Objetivo general Realizar la programación de perforacion y terminación buscando la factibilidad de la reactivación de los campos maduros a través de la perforacion de nuevos pozos mediante una sola planchada buscando producir los reservorios del Sud Andino Sur. b) Objetivos específicos - Describir los reservorios tradicionales del área Grigota y los nuevos a descubrir del sub andino sur. - Preparar los programas de perforación y terminación tomando en cuenta zonas de baja presión someras y alta presión y temperatura en fondo. - Definir una matriz de riesgo para minimizar los riesgos de colisión en la perforación de pozos. - Realizar las actividades de well testing de todos los reservorios con potencial hidrocarburífero a producción. - Describir los de los impactos ambientales al área de operaciones Rio Grande 5. Justificación de la investigación. a) Justificación económica Actualmente las condiciones de producción en Bolivia se ha visto una declinación en la producción tanto de gas como de líquidos, por lo tanto el descubrimiento de nuevas zonas productoras en este campo tradicionalmente maduro como el pozo exploratorio de alta profundidad además de ser altamente desviado en arenas no consolidadas tradicionales y naturalmente fracturadas que pertenecen al sub andino sur, Rio Grande X1001 y nuevos pozos a perforar, va a aportar un incremento de la producción que será en beneficio tanto como para el departamento de Santa Cruz, a Bolivia y a la empresa YPFB ANDINA corporación y sus asociados corporativos, además de abrir las puertas para continuar con la perforación ya que se encontró los reservorios del sub andino sur en el área de Santa Cruz. Y es una gran alternativa para perforar varios pozos profundos en el área de Grigota. b) Justificación Social. Generación de empleos, nuevos, tradicionales y en el ámbito petrolero medio ambiental, construcción de nuevos caminos, escuelas, hospitales, centro de atención a la población que se pg. 6 Proyecto de maestría de la Escuela de Ingeniería encuentra muy cercana a estos campos, que además es altamente agrícola (muchas colonias menonitas y nacionales en la agricultura y ganadería), a través de perforación de pozos profundos que llevan mayor tiempo de operaciones que los pozos tradicionales. Se genera nuevas fuentes de empleo, además que las empresas operadoras construyen o mejoran caminos de acceso, ayudan también con construcción de escuelas y de diferentes maneras se apoya a la comunidad de donde se extrae hidrocarburos. c) Justificación Técnica. Desarrollar Ingeniería de perforación direccional, mud logging, toma de coronas, pruebas en open hole tipo DST, well testing de zonas tradicionales y las nuevos reservorios del sub andino sur a ser probadas y confirmar si o no producen comercialmente los volúmenes comerciales requeridos, Mediante el siguiente proyecto haremos un análisis económico para justificar la inversión y además asociado a los altos costos que implican las operaciones petroleras en zonas altamente turísticas y que no afecten al medio ambiente. d) Justificación Personal. Ante que nada obtención del título de la Maestría a nivel personal como orgullo profesional y demostrar en mi fuente laboral SLB MEXICO la calidad de profesionales de la UAGRM tipo exportación mundial, con la aplicación del presente proyecto y la aprobación, se obtendrá el título de Maestría en Exploración, explotación y Producción de Hidrocarburos, la cual permitirá la continuidad y mejora en la carrera profesional y como persona. Y de esta manera ser un orgullo familiar y un ejemplo de los jóvenes que estudian el rubro petrolero. 6. Delimitación de la investigación. a) Delimitación temporal La investigación del presente estudio se desarrollará desde agosto 2023 hasta agosto del 2024. pg. 7 Proyecto de maestría de la Escuela de Ingeniería b) Delimitación espacial o geográfica La investigación del presente estudio se desarrollará en el departamento de Santa Cruz en base a información de pozos del campo Rio Grande área de operaciones Bloque Grigota, ubicado en el área del municipio de Cabezas, provincia Andrés Ibáñez del departamento de Santa Cruz de la Sierra. Mencionamos dos aspectos de suma importancia: 1. En el campo Rio Grande se encuentra la planta de producción / refinería del mismo nombre de suma importancia para el abastecimiento de los derivados de hidrocarburos para el área departamental, nacional y sirve de nexo para el aporte de exportación de gas al exterior 2. La nueva planta de GNL o LNG por sus siglas en Ingles que dio camino a nuevos empleos y generación de nuevas rutas y accesos al área ya poblada y tradicionalmente agrícola & petrolera. Con el éxito de descubrir nuevos reservorios mega productores la visión de país se ve mejorada para disminuir no solamente las importaciones de líquidos si no incrementar la exportación de gas y por qué no soñar con una petroquímica tipo PUA que lleve al país hacia una industrialización de nuestro gas. pg. 8 Proyecto de maestría de la Escuela de Ingeniería Grafica Nro 2. Mapa ubicación geografica Fuente. - Elaboración propia a través del uso de Google maps c) Delimitación de contenido o sustantiva El presente proyecto abarca las áreas de perforación exploratoria de varios pozos desde una sola planchada, toma de coronas, fluidos de perforación, terminación, pruebas de producción, análisis económico comercial de la viabilidad del proyecto y temas del medio ambiente y QAQC control pg. 9 Proyecto de maestría de la Escuela de Ingeniería de calidad a través del uso de normas ISO y OHSAS, actividades petroleras en zonas altamente pobladas, agrícolas, ganaderas, de riesgo ambiental por tener cerca al rio Grande y ser posible foco de contaminación ambiental. 7. Metodología de la investigación. a) Tipo de investigación Una investigación propositiva, ya que el proyecto va dirigido a una sugerencia de ampliar la planchada ya existente a una denominada “mega planchada” que se propondrá las dimensiones para perforar y completar un promedio de 4-6 pozos, de esta manera optimizando los recursos, considerando que estamos con una empresa corporativa gubernamental y además minimizando los impactos medioambientales. La investigación será también, de tipo cuantitativo, porque se va realizar una cuantificación de la producción actual del campo con los nuevos pozos a perforar y análisis de tipo cualitativo al medio ambiente porque se va realizar una metodología un análisis para describir la calidad de servicios en cuanto al uso de los equipos de perforación petrolera en zonas altamente turísticas. b) Hipótesis. A través de del desarrollo de una programación de factibilidad de perforación con la ampliación de la planchada ya existente a una “mega planchada” lo cual facilitara y optimizara la terminación y producción con el apoyo del análisis integral de perforación llevaremos a cabo el desarrollo del presente proyecto de tal manera de ser una punta de lanza de nuevos descubrimientos de reservorios de mega producción como los que tenemos en el área del Sub andino Sur. c) Trabajo de campo. A continuación, el cuadro de elaboración propia con las actividades y acciones a realizar para cumplir los objetivos específicos del presente proyecto de Maestría. pg. 10 Proyecto de maestría de la Escuela de Ingeniería - Objetivos específicos Preparar los programas perforación y Acciones de Programa de fluidos Rama que aplica -Ingeniería fluidos terminación perforación y tomando en cuenta las zonas de terminación en zonas - Ingeniería de reservorios - Ingeniería producción baja presión, alta presión y productivas. temperatura en fondo. - Describir los reservorios -Reservorios que tradicionales del área Grigota y actualmente produce el -Ingeniería reservorios los nuevos a descubrir del sub bloque Grígota -Reservorios andino sur productores -Ingeniería producción mega del Sub Andino Sur - Definir una matriz de riesgo para -Programa de perforación - Ingeniería de minimizar los riesgos de colisión según los estándares de perforación en la perforación de pozos. - anti-colisión de pozos. Realizar las actividades de well Desarrollo de los equipos testing de todos los reservorios de facilidades de con potencial hidrocarburífero a producción para pruebas producción normales y HPHT -Descripción de los -Ingeniería producción -Ingeniería reservorios -Ingeniería well testing -Ingeniería terminación métodos de DST open hole -TCP DST cased hole - Describir los de los impactos -Plan de minimización de ambientales al área operaciones Rio Grande de riesgos -Cronograma de aspectos & impactos ambientales -HSE pg. 11 -Ingeniería HSE -Ingeniería Petrolera -Ingeniería Ambiental Proyecto de maestría de la Escuela de Ingeniería d) Trabajo de gabinete. Mediante el uso de las normas establecidas en el rubro de hidrocarburos, ingeniería Petrolera, financiera y económica para el desarrollo de los resultados económicos a través del AFE de perforación (Asset For Expenses), para esto se debe recopilar información, analizarla, describirla y realizar una propuesta, programa y/o cronograma de actividades que lleven a la terminación exitosa del presente proyecto. El trabajo de gabinete ira conectado a nuestros objetivos específicos y plan de acciones según el cuadro anterior desarrollado. 8. Fuentes de información. Las fuentes de información que se emplearán para la elaboración del Perfil de tesis son las siguientes: a) Fuentes primarias. Consultas a ingenieros relacionados con el área de Producción Petrolera, Perforación, Terminación, Fluidos, Well testing, producción, medio ambiente, leyes financieras relacionadas al medio ambiente e Ingeniería de Reservorios y el Centro Nacional de Información Hidrocarburífero. Orientación del asesor de tesis e información a base de su experiencia en el rubro petrolero a nivel global b) Fuentes secundarias. Infirmes públicos en la web y la ANH de YPFB ANDINA como operadora, así también la bibliografía UAGRM y Universidades de Bolivia y a nivel global, de todo lo aprendido del avance de los diferentes módulos cursados en la maestría. Trabajos redactados referente al tema, informes emitidos por la empresa operadora del Campo Rio Grande y el área en general del bloque Grigota, SPE PAPERS, CBH, ANH, y otras fuentes como páginas web (foros y blogs), artículos, manuales, bibliografía y presentaciones. 9. Cronograma de actividades El presente trabajo comprende el siguiente cronograma (Tabla No.1) pg. 12 Proyecto de maestría de la Escuela de Ingeniería Fuente. - Elaboración propia pg. 13 Proyecto de maestría de la Escuela de Ingeniería 10. Índice tentativo del trabajo final de la Tesis de Maestría. pg. 14 Proyecto de maestría de la Escuela de Ingeniería Contenido 1. INTRODUCCIÓN .............................................................................................. 6 2. ANTECEDENTES ............................................................................................. 7 3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................... 8 3.1. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ................................................................ 8 4. OBJETIVOS ...................................................................................................... 9 4.1. Objetivo General............................................................................................. 9 4.2. Objetivos Específicos .................................................................................... 9 5. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................. 10 5.1. Justificación técnica .................................................................................... 10 5.2. Justificación económica .............................................................................. 10 5.3. Justificación social ambiental..................................................................... 11 6. DELIMITACIÓN Y ALCANCE ......................................................................... 11 6.1. Limite Sustantivo o Temático ................................................................. 11 6.2. Límite Geográfico..................................................................................... 11 7. METODOLOGÍA ............................................................................................. 12 7.1. Tipos de estudio....................................................................................... 12 7.3. Fuentes de información........................................................................... 15 MARCO TEÓRICO ............................................................................................... 16 INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 16 CARACTERISTICAS DE LOS RESERVORIOS .................................................. 19 pg. 15 Proyecto de maestría de la Escuela de Ingeniería 2.1.2.2 Gravedad especifica ............................................................................... 27 2.1.2.3 Factor de compresibilidad ..................................................................... 27 2.1.2.4 Factor volumétrico del gas .................................................................... 29 2.1.2.5 Viscosidad ............................................................................................... 29 2.2 Propiedades físicas del condensado .......................................................... 30 2.2.1 Gravedad específica .................................................................................. 30 2.3.1 Características de las areniscas............................................................... 31 2.3.2 Areniscas consolidadas ............................................................................ 32 2.3.3 Areniscas naturalmente fracturadas ........................................................ 32 2.5 WELL TESTING PRUEBAS DE PRESIÓN ......................................... 33 2.5.2 Cuantificación de Daño ............................................................................. 33 2.6 ANÁLISIS DE PRODUCTIVIDAD ....................................................... 34 2.6.1 Índice de productividad ............................................................................. 34 2.6.2 Curva IPR.................................................................................................... 35 2.6.3 Declinación de la producción ................................................................... 36 2.6.4 Pronóstico de producción de condensado ............................................. 37 2.7 DAÑO A LA FORMACIÓN .................................................................. 38 2.11 ANÁLISIS NODAL............................................................................... 74 2.14 MARCO NORMATIVO LEY IDH IMPUESTOS A LOS HIDROCARBUROS ........................................................................................... 107 2.15 MARCO LEGISLATIVO LEY DEL MEDIO AMBIENTE LEY 1333 ... 107 2.16 EVALUACIÓN ECONÓMICA, ANALISIS INTEGRAL A NIVEL NACIONAL ......................................................................................................... 108 pg. 16 Proyecto de maestría de la Escuela de Ingeniería Capítulo 3 DIAGNOSTICO ................................................................................. 154 3.1 Descripción del campo RIO GRANDE ....................................................... 154 3.2 Datos de los yacimientos convencionales Area Grigota y nuevos del Area sub andino sur ......................................................................................... 155 3.2.1 Mineralogía de la formación ................................................................... 156 3.3 Descripción del pozo RIO GRANDE X1001 ......................................... 156 3.5 Descripción del problema .......................................................................... 158 Capítulo 4 INGENIERIA ...................................................................................... 161 4.1 Calculo de ECD en los reservorios perforados minimizando el daño .. 161 4.2 Nuevas tecnicas de perforacion MPD y su analisis contra Overbalce o Underbalance drilling ....................................................................................... 164 4.3 Determinación de daño a la formación mediante prueba de producción. ....................................................................................................... 166 4.4 Determinación de curva IPR ............................................................... 168 4.8 Análisis nodal ....................................................................................... 179 4.8.1 Construcción de la curva IPR ................................................................ 179 4.8.2 Construcción de la curva VLP ........................................................... 181 4.9 Pronostico de producción .................................................................. 186 EVALUACIÓN DEL PROYECTO ....................................................................... 189 4.1 EVALUACIÓN TÉCNICA .................................................................. 189 4.2 EVALUACIÓN ECONÓMICA del IDH y un flujo de caja ................. 190 4.3 EVALUACION MEDIOAMBIENTAL CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...................................................... 161 5.1 pg. 17 CONCLUSIONES .............................................................................. 161 Proyecto de maestría de la Escuela de Ingeniería pg. 18
