-
Introduction
Seccin 1
Introduccin
Tabla de Contenido Prueba de Pozo
............................................................................................................................
2 Objectivos del Curso de Pruebas de Pozo en Superficie
............................................................. 4
Contenido del Manual
...................................................................................................................
5
-
Prueba de Pozo Una prueba de pozo se describe como la medicin,
bajo condiciones controladas, de todos los factores relacionados
con la produccin de crudo y gas y agua de un pozo en un dado lapso
de tiempo. Las pruebas de pozo ayudan en la prediccin de las
capacidades de produccin y las tendencias. A partir de esta
informacin se toman decisiones importantes, tales como mtodos de
produccin, programas de recuperacin secundaria, y desarrollos en
perforacin. Los organismos de regulacin pueden utilizar los
resultados de la prueba para establecer si cancelan proyectos
asignados y como base para los impuestos. Los encargados de
realizar las pruebas en el pozo tienen la responsabilidad de
suministrar datos precisos y completos del comportamiento del
reservorio. Debido a que el nico propsito del ejercicio de prueba
es reunir informacin, el equipo esencial del sistema de prueba es
el medio de obtener:
Temperaturas Presiones Ratas Volmenes Muestras
El equipo de superficie utilizado para realizar una prueba de
pozo es una combinacin nica de componentes que suministran control
del pozo, procesamiento al efluente del pozo, anlisis y desechos.
La combinacin exacta de los componentes necesarios para alcanzar
estas metas depende de las condiciones del pozo y los
requerimientos de la prueba. Una caracterstica vital del equipo de
prueba en superficie (STE) es la flexibilidad. Un extenso rango de
tipos de equipos y capacidades estn disponibles para suministrar un
sistema engranado eficientemente con los requerimientos del
cliente.
-
Las operaciones de prueba de pozo tratan con fluidos altamente
inflamables a alta presin y temperaturas. Es por tanto esencial que
la instalacin y la operacin del equipo de prueba de pozo sean
manejadas por personal entrenado y ajustado a los procedimientos de
seguridad estndar.
-
Objetivos del Curso de Pruebas de Pozo en Superficie Duracin:
Dos Semanas Prerequisitos: Alguna experiencia en Pruebas de Pozo en
Superficie Descripcin: Prueba de Pozo en Superficie es una
introduccin, pero es un curso completo en cuanto a equipos y
procedimientos de Prueba de Pozo en Superficie. Como tal, el curso
cubrir un amplio rango de tpicos incluyendo los siguientes: Funcin
y Operacin de todo el equipo de superficie. Mediciones de fluido
(gas, crudo y agua) Clculo de la rata de fluido (gas, crudo y agua)
Procedimientos de Seguridad Conocimiento de problemas potenciales
en las pruebas Anlisis de fluidos en laboratorio de campo Geologa
bsica de reservorio Fundamentos de presin de fluido (hidrosttica,
diferencial) HANDS-ON arrancar el separador Al terminar este curso,
los estudiantes tendrn un mejor conocimiento del equipo y los
procedimientos para conseguir una prueba exitosa. Ellos estarn en
capacidad de obtener los datos necesarios para generar reportes. A
la larga, los estudiantes sern mucho ms efectivos apoyando al
especialista que dirige la prueba en la solucin de problemas o para
alcanzar los objetivos de la prueba.
-
Contenido del Manual
Introduccin
.............................................................................
Seccin 1 Acerca del Petrleo
..................................................................
Seccin 2
Perforacin/Completamientos de Pozo
.................................... Seccin 3 Introduccin a las
Pruebas de Flujo ......................................... Seccin 4
Equipo de Control de Flujo
....................................................... Seccin
5
Equipo de Control de Proceso
.................................................. Seccin 6
Procesamiento de Fludo/Problemas de Produccin ...............
Seccin 7
Preparacin para las Pruebas y Procedimientos de Seguridad Seccin
8
Mediciones de Fluido, Gas
....................................................... Seccin
9
Mediciones de Fluido ...................................
........ ..... Seccin 10
Procesamiento del Fluido/Problemas de Produccin y Soluciones
Seccin 11
Exploracin y Trminos de Produccin
.....................................Seccin 12
Ratas de Conversin y Factores de Clculo.. ..Seccin 13
-
Seccin 2
STE Acerca del Petrleo
Tabla de Contenido Introduccin. 2 - 1 Objetivos 2 - 2 Que es el
Petrleo . 2 - 3 Historia del Petrleo 2 - 4 Donde puede usted
encontrar Petrleo . 2 - 5 Migracin de Petrleo y Gas.. 2 - 5 Rocas
Reservorio 2 - 6 Trampas de Petrleo 2 - 10 Porosidad y
Permeabilidad. 2 -14 Como encontrar Petrleo 2 - 15 Geociencia y
Tecnologa del Reservorio . 2 - 16 La Ciencia identificando
oportunidades. 2 - 17
2 1 Surface Well Testing
-
STE Petroleum
Introduccin
La seccin contiene informacin sobre la Historia y el Origen del
Petrleo y el Gas.
Objetivos
Al terminar esta seccin usted estar en capacidad de:
Conocer acerca de la formacin del petrleo. Saber posiblemente
donde encontrar petrleo. Conocer como las compaas usan la tecnologa
para encontrarlo. Conocer los tipos de reservorio. Conocer un poco
acerca de la perforacin del petrleo. Conocer los diferentes mtodos
de traer el crudo a la superficie.
2 2 Surface Well Testing
-
STE Petroleum
ACERCA DEL PETROLEO
Que es el Petrleo
El Petroleo es un combustible fosil. Se le llama combustible
fosil poruq se formo de los sobrantes de pequenas plantas y
animales marinos que murieron hace millones de anos. Cuando las
plantas y animales murieron, se hundieron en el fondo de los
oceanos. Fueron enterrados por miles de pies de arena y sedimento
de lodo.
A traves del tiempo esta mezcla organica estuvo sujeta a enorme
presion y calor a medida que las capas aumentaban. La mezcla cambia
quimicamente, desdoblandose en compuestos hechos de atomos de
carbono e hidrogeno hidrocarbonos. Finalmente una roca de petroleo
insaturado muy parecido a una esponja casera se formo.
Todos los materiales organicos no se convierten en petroleo.
Deben existir ciertas condiciones geologicas con las rocas ricas en
petroleo. Primero, debe ser una roca no porosa de atrape que
prevenga que el petroleo se filtre al exterior y un sello (como sal
o arcilla) que no permita que el petroleo se suba a la superficie.
Aun bajo estas con diciones, solamente cerca del 2% del material
organico se transforma en petroleo.
Un reservorio tpico es principalmente de arenisca o piedra
caliza en la cual el petrleo es atrapado. El petrleo puede ser tan
Delgado como la gasolina o tan espeso como la brea. Puede ser casi
transparente o negro.
El petrleo es llamado una fuente de energa no renovable porque
toma millones de anos en formarse. No podemos hacer ms petrleo en
un corto tiempo.
Historia del Petrleo
Desde la antigedad, la gente ha utilizado el petrleo disponible
de forma natural, aunque se desconoca como encontrarlo. Los
antiguos Chinos y Egipcios quemaron el petrleo para alumbrarse.
Antes de 1850, los Americanos a menudo utilizaban aceite de
ballena para alumbrar. Cuando el aceite de ballena comenz a
escasear, empezaron a buscar otras fuentes de aceite. En algunos
sitios, el petrleo se filtra de forma natural a la superficie de
estanques y ros. La gente desespum este crudo y lo transform en
kerosene. EL Kerosene se utiliz comnmente en las casas de los
Americanos antes de la llegada de la bombilla elctrica.
2 3 Surface Well Testing
-
STE Petroleum
A medida que la demanda de kerosene aument, un grupo de hombres
de negocios contrat a Edwin Drake para perforar el petrleo en
Titusville, Pennsylvania. Despus de arduo trabajo y lento progreso,
l descubri petrleo en 1859. El pozo de Drake era de 69.5 pies de
profundidad, muy superficial comparado con los pozos actuales.
Drake refino el petrleo de su pozo a Kerosene para alumbrar. La
gasolina y otros productos elaborados durante la refinacin eran
simplemente desechados porque la gente no los utilizaba.
En 1892, las carrozas sin caballos, o los automviles resolvieron
el problema, ya que necesitaban gasolina. Para 1920 haba nueve
millones de vehculos de motor solamente en Amrica y se haba abierto
estaciones de gas por todas partes.
DRAKE WELL 1866
EDWIN DRAKE
DONDE ENCONTRAR PETROLEO
Cuando organismos diminutos murieron, se hundieron en el fondo
del mar y se mezclaron con barro y sedimentos de lodo. A travs del
tiempo, cientos de pies de lodo contuvieron el acumulado de los
organismos. La bacteria quita mucho del oxigeno, nitrgeno, fsforo y
azufre dejando principalmente hidrogeno y carbono. La falta de
oxigeno no permite que los animales y las plantas se descompongan
completamente.
Los organismos descompuestos parcialmente crean una masa
viscosa, la cual tambin se recubre con capas de sedimentos. Muchos
sedimentos son partculas diminutas que provienen de rompimiento de
rocas ms grandes, usualmente por descomposicin natural (weathering.
Por millones de aos, se han apilado muchas capas de sedimento sobre
organismos que alguna vez vivieron. El peso de los sedimientos
comprime el lodo a una fraccin de su espesor original.
2 4 Surface Well Testing
-
STE Petroleum
Cuando la profundidad del entierro alcanza 10,000 pies, el
calor, el tiempo y la presin convierten a los organismos en tipos
diferentes de petrleo.
Temperaturas mas altas usualmente producen petrleo ms liviano.
Temperaturas mas bajas crean un material mas espeso, como el
asfalto. A medida que el calor continuo alterando las sustancias, a
menudo se produce el gas. Dependiendo de cuanto gas este presente,
algunas veces permanecer mezclado con crudo y algunas veces se
separara. A temperaturas por encima de 500 grados Fahrenheit, la
materia orgnica se destruye y no forma ni petrleo ni gas.
El barro y el lodo se comprimen ms y ms y se convierten en una
roca conocida como Lutita. A medida que el lodo se comprime en
lutita, el crudo, gas y agua salada son exprimidos. Los fluidos se
mueven de su roca original, conocida como roca fuente a una nueva
roca llamada una roca de reservorio.
Econmicamente no es factible para los humanos extraer crudo y
gas a menos que se atrapen en los reservorios cantidades que valgan
la pena. Mucha gente asume que el petrleo esta contenido en
cavidades cncavas subterrneas o lagos. En verdad, un reservorio de
crudo es una roca con muchos poros que contienen el petrleo, muy
parecido a una esponja que contiene agua.
MIGRACION DE PETROLEO Y GAS
El petrleo y el gas se mueven o migra afuera desde la roca
fuente. La migracin es provocada a la vez por compactacin natural
de la roca fuente y por los procesos de formacin de petrleo y gas.
A medida que la cadena de hidrocarburos se separa del kerogeno
durante la generacin de crudo y gas, estos empiezan a crear ms
espacio y grandes presiones en la roca fuente. El crudo y el gas se
mueven a travs de los diminutos poros y grietas en la roca fuente y
luego en las rocas donde la presin es mas baja. La migracin es un
proceso lento con crudo y gas que viajan tal vez solo unos pocos
kilmetros por ms de un milln de anos.
2 5 Surface Well Testing
-
STE Petroleum
ROCAS DE RESERVORIO
Rocas gneas
Las rocas gneas se forman cuando la roca fundida (magma) se
enfra y solidifica, aun bajo la superficie como intrusivo o en la
superficie como extrusivo. Las roscas gneas conforman
aproximadamente el noventa y cinco por ciento de la parte superior
de la corteza de la Tierra, pero su gran abundancia esta escondida
en la superficie de la Tierra por una capa relativamente delgada
pero ampliamente dispersa de rocas sedimentarias y metamrficas.
Estas rocas forman la barrera que atrapan los hidrocarburos debajo
del suelo. Las rocas igneas pueden ser varios tipos comunes a estos
estn el Granito y el Basalto.
2 6 Surface Well Testing
-
STE Petroleum
Rocas Basalto Roca Granito
Rocas Sedimentarias.
Estas rocas se forman en tres formas principales, por deposito
de los sobrantes del desgaste atmosfrico de otras rocas (conocidas
como rocas clsticas sedimentarias), por el deposito del resultado
de actividad biognica y por precipitacin de solucin. Las rocas
sedimentarias incluyen tipos comunes como la caliza y la arcilla.
Las rocas sedimentarias a menudo forman poros y reservorios
permeables en depresiones sedimentarias en las cuales se puede
encontrar el petrleo y otros hidrocarburos.
2 7 Surface Well Testing
-
STE Petroleum
Piedra Caliza Piedra de Arcilla
Rocas Metamrficas
Las rocas metamrficas se forman de otros depsitos sedimentarios
por alteracin al estar sometidas bajo gran calor y/o presin.
Ejemplos de rocas metamrficas son:
Mrmol Piedra Caliza metamorfizada.
Hornfeld Convertida de lutita o toba (piedra volcnica.
Gneiss Similar al granito pero consolidada metamrficamente.
El Petrleo y el gas usualmente no se encuentran en rocas gneas o
metamrficas ya que las dos son no-porosas y no permiten que los
hidrocarburos se acumulen y sean extrados de ellas. Hay unas pocas
excepciones cuando los hidrocarburos se han filtrado de formaciones
sedimentarias cercanas a travs de grietas y fracturas.
2 8 Surface Well Testing
-
STE Petroleum
Una roca de reservorio de ser capaz de contener crudo, gas y
agua, los cuales son los fluidos del reservorio. Los poros en las
rocas del reservorio primero se llenaron de agua salada del mar.
Cuando el petrleo y el gas fluyen en la roca, algo de agua es
desplazada. Sin embargo, no toda el agua es forzada a salir. Por lo
tanto, los perforadores de petrleo usualmente encuentran agua con
altas concentraciones de petrleo y gas.
El petrleo y el gas viajan a travs de poros de la roca de
reservorio con la ayuda de agua, hasta que alcanzan una capa
impermeable de roca a travs de la cual no pueden pasar. Las lutitas
son las rocas impermeables ms comunes.
TRAMPAS DE PETROLEO
Las trampas de petrleo se forman usualmente por los movimientos
profundos de la roca en la superficie de la Tierra. Por muchos
anos, las formaciones de roca se rompen y deslizan, causando
espacios donde el petrleo es atrapado. El tipo ms
2 9 Surface Well Testing
-
STE Petroleum
comn de rampa es un anticlinal, donde las rocas son empujadas
para formar un domo. El crudo y el gas pueden yacer en la roca de
reservorio justo debajo de la superficie del domo, el cual es
tapado por una capa impermeable de roca.
DOMO ANTICLINAL
DOMO DE SAL Y TAPON FALLA
DISCORDANCIA LENTICULAR
2 10 Surface Well Testing
-
STE Petroleum
Otro tipo de trampa comn es la trampa por falla, la cual se
forma por una falla, o fractura de las capas de roca. La roca sobre
un lado de la falla algunas veces se descuelga de modo que una roca
de reservorio porosa este cerca a una formacin de roca no porosa,
Esto crea un sello, y el petrleo es atrapado.
Cuando la sal u otra forma de intrusin obliga a subir a travs
del estrato se forman varios tipos de tapones y domos, etc.
La formacin de formaciones de discordancia o falta de
conformidad en los estratos depende de la erosin de la formacin
inclinada la cual ms recientemente ha sido cubierta con una capa
excesivamente impenetrable.
Los reservorios lenticulares, donde la permeabilidad de una
formacin de crudo cambia de un valor promedio a cero. Esto puede
dar lugar a diferentes sucesos. Los depsitos de lutita en la
formacin y PINCH-OUTS.
Ahora que se ha cocinado el crudo, movido y atrapado, estar all
hasta que el movimiento de la formacin cause un cambio en sus
alrededores o hasta que los humanos decidan perforar un pozo en ese
punto.
TEMPERATURA Y PRESION DEL RESERVORIO
Presin Normal
Como se menciono previamente, las acumulaciones de hidrocarburos
ocurren en estructuras parcialmente selladas donde la migracin
ascendente del crudo y el gas de los lechos es bloqueada
parcialmente por una barrera impermeable. A medida que el
hidrocarburo se acumula, el agua de la formacin es expelida desde
la roca porosa del reservorio. A menos que los movimientos
teutnicos subsiguientes sellen completamente el reservorio, las
aguas que estn debajo son contiguas y presionan en el acufero
acercaran a algn gradiente local o regional. En una columna de
agua, la presin a cualquier profundidad es aproximada a:
P = h x Gw
Donde: h es la profundidad Gw es el gradiente de presin.
Usando el valor normal comn de Gw como 0.433 psi/ft (0.1
kg/cm2/m), el cual es el
gradiente aproximado del agua fresca; podemos calcular las
presiones de columna para el petrleo y gas a cualquier profundidad
segn la tabla siguiente.
Nota: 0.433 a 0.5 es el gradiente normal de presin considerado
que esta en la categora Normal.
2 11 Surface Well Testing
-
STE Petroleum
La presin de la columna de gas = profundidad x peso especifico
del gas x 0.433 psi/ft.
La presin de la columna de crudo = profundidad x peso especifico
del crudo x 0.433 psi/ft.
La presin de la columna de agua = profundidad x 0.433
psi/ft.
Las presiones en la parte superior de una estructura de
hidrocarburos se espera que sean superiores al gradiente
hidrosttico extrapolado del contacto hidrocarburo/agua, debido a la
densidad ms baja de hidrocarburos comparada con el agua. Aun en
zonas de gases espesos o condensados, usualmente esta situacin no
conduce de forma peligrosa a presiones anormales
Presiones Anormales
Bajo ciertas condiciones de depsito o debido a movimientos
teutnicos los cuales cierran la estructura del reservorio, las
presiones del fluido se pueden salir substancialmente del rango
normal. Las presiones anormales pueden ocurrir cuando alguna parte
de la sobrecarga se transmite a los fluidos de la formacin. Las
presiones anormales correspondientes a gradientes de 0.8 a 0.9
psi/ft y aproximndose al gradiente geoestatico (generalmente tomado
como equivalente aproximadamente a 1.0 psi/ft) se pueden encontrar
ocasionalmente y pueden considerarse peligrosamente altas.
2 12 Surface Well Testing
-
STE Petroleum
Temperaturas del Reservorio
Las temperaturas del reservorio se conformaran al gradiente
geotrmico regional o local, siendo un valor normal 1.6 F/100ft.
Debido a la gran capacidad trmica de la matriz de la roca, la cual
comprende cerca del 80% del volumen de masa del reservorio, y el
rea muy grande para transferencia de calor, en muchos casos, las
condiciones dentro del reservorio se pueden considerar
isotrmicas.
Fuerzas interactuando, Saturacin y Desplazamiento
POROSIDAD/PERMEABILIDAD
Un poro es un espacio pequeo y abierto en una roca. La porosidad
de una roca es la proporcin del volumen del poro sobre el volumen
total y se expresa como un porcentaje.
Vpores
Vbulk
2 13 Surface Well Testing
-
STE Petroleum
Las formas de los sedimentos pueden afectar la porosidad de una
roca. Generalmente, los sedimentos no son perfectamente redondos,
pero pueden presentarse en muchas formas. El tamao del sedimento y
que tan cerca estn empacados los sedimentos son tambin variables.
El tercer factor que determina la porosidad de una roca es la
cantidad de material que se ha precipitado del agua del mar y se ha
acumulado en los poros. Una porosidad de 5 a 20 por ciento se
considera usualmente promedio para rocas sedimentarias.
Si los poros estn conectados, la roca se dice que es permeable.
La permeabilidad es la facilidad a la cual un fluido se puede mover
a travs de una roca porosa. La roca de arcilla es la ms porosa y
permeable de las rocas sedimentarias. Este es el porque mucho del
petrleo y el gas en el mundo se encuentra en roca de arcilla. Las
rocas de carbonato como las calizas y dolomitas tambin son buenos
reservorios de petrleo y gas.
LPPkAq
corelinearfiniteaforordLdpAkq
)(:
21 =
=
COMO ENCONTRAR EL PETROLEO
Mucho dinero gastado en la industria petrolera para la
exploracin del petrleo se utiliza para la geofsica (la fsica de la
tierra, incluyendo la sismologa, gravedad, magnetismo entre otras).
La geofsica suministra las tcnicas para imaginar el subsuelo
(mirando debajo del suelo) antes de perforar, y esta puede ser la
clave para evitar los pozos secos.
2 14 Surface Well Testing
-
STE Petroleum
De lo que no se da cuenta el pblico en general es que muchos de
los huecos perforados estn secos y no producen crudo o gas
comercialmente. Localizar un reservorio de crudo y gas (un lugar
donde una gran cantidad de crudo y gas se ha juntado) y perforar
pozos de crudo y gas es muy costoso (pozo costa afuera pueden
costar $15 millones de dlares o ms; de hecho algunas plataformas
costa afuera cuestan mas de $4 billones de dlares. Este es el
porque utilizar la exploracin state-of-the art y las tecnologas de
produccin para mantener los costos tan bajos como sea posible.
ConocoPhillips, por ejemplo, agoto uno de los ms grandes y
veloces supercomputadores del mundo, un sistema Cray T3D/1350 para
procesar los datos de ssmica y producir imgenes precisas que
identifican la mejor locacin y trayectoria para perforar pozos.
En regiones complejas como el Mar del Norte y el Golfo de Mxico,
la imagen ssmica en 3-D avanzada (produciendo una imagen en tres
dimensiones extensin, longitud y profundidad de un rea debajo de la
superficie o piso ocenico) ha jugado un papel clave en la ubicacin
de los pozos y en la reduccin de los costos de hallazgo y
desarrollo. Con la ayuda de su supercomputador, ConocoPhillips ha
superado algunos de los mas difciles retos mundiales de la ssmica y
la ingeniera en ambientes hostiles.
GEOCIENCIA Y TECNOLOGIA DE RESERVORIO
Las compaas petroleras saben de la importancia de la
investigacin y el desarrollo, comnmente conocido como R&D. Una
parte significativa de ConocoPhillips Corporate Technology/R&D
Division, por ejemplo, es el Grupo de Geociencia y Tecnologia de
Reservorio, una organizacin que incluye reas expertas en geofsica,
geologa y petrofisica e ingeniera de perforacin, ingeniera de
reservorio, tecnologa mejorada de recuperacin de crudo (IOR) e
ingeniera de produccin. Este grupo tambin maneja el uso del sistema
del supercomputador Cray T3D/1350 para ssmica avanzada y
aplicaciones de ingeniera de reservorio.
2 15 Surface Well Testing
-
STE Petroleum
LA CIENCIA IDENTIFICANDO OPORTUNIDADES
Cuando se considera una rea para perforacin, las compaas
petroleras tpicamente comienzan a recolectar y analizar datos de
geologa, produccin y comerciales en una depresin geolgica completa,
un lugar donde seguramente el crudo y el gas se han juntado por
millones de anos. Esto a menudo incluye fotografas satelitales,
informacin de gravedad y magntica mas datos de ssmica 2-D
existentes (los datos que muestran la extensin y longitud de un rea
de subsuelo).
A partir de esta informacin, se forma un hoyo modelo para ayudar
a valorar el potencia. Si este promete, la compaa lleva a cabo un
programa de ssmica que incluye datos 2D y 3D. Si se descubre
petrleo o gas, las tecnologas adicionales ayudan a determinar el
mejor plan para utilizar el reservorio. Las tecnologas indican las
formas mas apropiadas de conseguir produccin y retorno financiero a
largo plazo.
2 16 Surface Well Testing
-
Seccin 3
STE Perforacin, Completacion de Pozos
Tabla de Contenido
Introduccin
.................................................................................................
2
Objetivos
......................................................................................................
2
PERFORACION PARA
CRUDO..................................................................
3
Tubera de Revestimiento de
Pozo..............................................................
7
COMPLETACIONES..................................................................................
10
Levantamiento y Tratamiento de Pozo
...................................................... 13
151515 3 -1 Surface Well Testing
-
Introduccin
Esta seccin contiene informacin acerca de la Historia y el
origen del crudo y el gas.
Objetivos
Al terminar esta seccin, usted estar en capacidad de:
Conocer acerca de los diferentes tipos de taladros de
perforacin. Conocer acerca de algunas nuevas innovaciones en
perforacin Entender la parte bsica de las completaciones de pozos
Conocer los diferentes tipos de tuberas de revestimiento
(casings)
utilizados.
Conocer los tipos de completacion. Aprender un poco sobre
tratamientos de pozos. Conocer acerca de levantamiento de gas y
agua.
Page of 151515 3 - 2 Surface Well Testing
-
STE Perforacin y Completamientos
PERFORACION PARA CRUDO
Desde el primer pozo petrolero perforado oficialmente en
Titusville, Pa., en 1859 hasta los actuales perforados en tierra,
en ocanos y bajo los lagos, la exploracin petrolera y la produccin
han cambiado mucho.
TIPOS DE TALADROS EN PERFORACION
Existen 6 tipos principales de Taladros en Perforacin, estos son
como sigue:
Taladros en Tierra Taladros en gatos mecnicos
Taladro en Plataforma Taladro Sumergible
3 - 3 Surface Well Testing
-
Taladro semi-sumergible Drillship
INNOVACIONES EN PERFORACION
Las operaciones grandes tienen una ventaja definitiva cuando se
empieza a usar la tecnologa, ya que la tecnologa avanzada cuesta
mucho mas que lo que pequeas unidades pueden pagar o justificar
para un uso limitado, muchas de las innovaciones tecnolgicas no son
viables excepto para grandes compaas petroleras.
Pero algunas piezas de tecnologa estn disponibles para todos y
an los pequeos tipos se han afianzado a ella. Algunas de las
tecnologas de punta en perforacin incluyen registros durante la
perforacin, perforacin horizontal, brocas inteligentes, y mtodos
miscibles para recuperar crudo.
REGISTROS MIENTRAS SE PERFORA
Las formas bsicas de registros mientras se perfora, donde un
perforador de una forma o de otra, ve dentro del hueco que est
perforando, ha estado en derredor durante algn tiempo.
La palabra logging o registros puede dar idea de un gran hombre
corpulento gritando Madera a medida que un rbol va cayendo en el
bosque. Pero registros es utilizado aqu en el sentido que usted
hace seguimiento, o revisa o registra lo que est sucediendo a
medida que ocurre. Mantener trazabilidad de lo que usted est
haciendo o dejado de hacer ayuda para futuras perforaciones.
Registros mientras se perfora incluye wall-logging visual, en el
cual un gelogo inspecciona fsicamente la parte del hoyo que se est
perforando. En esta tcnica de campo, un rea de la que est siendo
perforada se toma como ejemplo para ver el progreso que se ha
hecho.
En el registro de corazonamiento, se toman muestras del hueco
para determinar que se est perforando. Estas muestras, una vez
llevadas a superficie son probadas tanto fsicas como qumicamente
para confirmar los hallazgos.
3 - 4 Pruebas de Pozo en Superficie
-
STE Perforacin y Completamientos
Con registros con cmara de pozo, despus que se ha perforado el
hueco, se coloca una cmara de pozos o video o cmara fija, lo cual
permite a los perforadores tomar fotografas o filmar lo que estn
perforando.
Registros con radioactividad involucra medicin de la
radioactividad debajo de la tierra lo cual puede ayudar a
determinar el tipo de sustancias que se estn perforando, puede ser
roca, lutita, gas natural o crudo.
Una innovacin reciente permite lo que es conocido como Registros
en hueco abierto. Con esta tcnica, se trata de un registro de
induccin de resolucin magntica que trabaja con la misma premisa que
un MRI mdico, para esto utiliza dos magnetos para determinar las
sustancias que se estn perforando. Un magneto fijo continuamente
refleja pulsos intermitentes desde un electro magneto. Los cambios
de pulsacin de las ratas de velocidad con las diferentes
sustancias, emiten un valor para lutita, otro para crudo y an otro
para gas natural.
La herramienta mide realmente el tiempo de descomposicin, afirm
el Gelogo Pletcher.
Tales tcnicas hacen la perforacin ms eficiente, significando con
esto menos dinero gastado en obtener crudo, lo cual eventualmente
reducira los precios al consumidor para productos derivados tales
como la gasolina.
PERFORACION DIRECCIONAL HORIZONTAL
No todos los depsitos petroleros son fcilmente accesibles a un
pozo vertical tradicional. De hecho, en aos recientes muchos pozos
petroleros han sido excavados comenzando sobre una pieza de tierra
y atravesando por debajo de un cuerpo de agua u otra pieza de
tierra para alcanzar el depsito.
El rcord es de 10 millas para pozos de BP en la costa sur de
Inglaterra. Estos iniciaron en tierra y penetraron un campo mar
adentro. La principal razn de hacer esto es minimizar el impacto
ambiental en un rea de gran belleza natural.
En un sitio de U.S.A. una tubera se extendi cerca de dos millas.
Perforando en tierra slida es mucho mas fcil que hacer en un
pantano o en agua, el cual porque algunos pocos son excavados
horizontalmente. Ocasionalmente, se encuentra un depsito de petrleo
potencial debajo de un pueblo, la cual es otra razn para obtenerlo
desde mas lejos.
Aqu est como trabaja. El equipo de perforacin en superficie es
alejado del depsito de crudo. Al inicio del proceso de perforacin,
el pozo es perforado verticalmente, luego se gira unos pocos grados
en la direccin que se necesite para llegar al depsito. Algunas
veces el arco del pozo es grande, otras veces menos, dependiendo de
que tan anguloso tenga que ser hecho el giro.
La perforacin horizontal misma ha estado alrededor por algn
tiempo, pero hace mas o menos 10 aos volvi a ganar notoriedad en su
uso para aumentar la produccin a partir de formaciones estrechas y
fracturadas, dijo Joe Hurt, Director de Operaciones del
International Association of Drilling Contractors.
3 - 3 Surface Well Testing
-
STE Perforacin y Completamientos
Cuando se perfora un pozo vertical a travs de una formacin
estrecha, su exposicin a la formacin es limitada, dijo pero si el
pozo es girado y sigue la formacin a distancia, el dimetro interno
del pozo a la superficie de la formacin se aumenta en gran
manera.
Este aumento en superficie de contacto permite una recuperacin
ms fcil del crudo.
COMPLETACION DE POZOS
Una vez un pozo de gas natural o de crudo es perforado, y ha
sido verificado que comercialmente hay cantidades viables de gas
natural, el pozo debe ser completado para permitir el flujo de
petrleo o gas natural fuera de la formacin y llegue a la
superficie. Este proceso incluye reforzamiento del dimetro del pozo
con tubera de revestimiento, evaluando la presin y la temperatura
de la formacin, y luego instalando equipo apropiado para asegurar
un flujo eficiente de gas natural fuera del pozo.
Hay tres tipos principales de pozos convencionales de gas
natural. Dado que el crudo est comnmente asociado con los depsitos
de gas natural, una cierta cantidad de gas natural puede ser
obtenida de los pozos que fueron perforados primeramente para
produccin de crudo. Estos son conocidos como pozos de crudo. En
algunos casos, este gas natural asociado es utilizado para ayudar
en la produccin de crudo mediante el suministro de presin en la
formacin para extraccin de los aceites. El gas natural asociado
puede tambin existir en cantidades grandes y suficientes para
permitir su extraccin junto con la del crudo. Los pozos de gas
natural son pozos perforados especficamente para gas natural y
contienen poco o nada de crudo.
Los pozos de condensados son pozos que contienen gas natural, al
igual que un condensado lquido. Este condensado es una mezcla de
hidrocarburos lquidos que a menudo estn separados del gas natural
ya sea en el cabezal del pozo, o durante el procesamiento del gas
natural. Dependiendo del tipo de pozo que est siendo perforado, la
completacion puede diferir levemente. Es importante recordar que el
gas natural, siendo ms liviano que el aire, naturalmente subir de
la superficie de un pozo. Debido a esto, en muchos pozos de gas
natural y condensado, el equipo de levantamiento y el tratamiento
del pozo no son necesarios.
3 - 3 Surface Well Testing
-
STE Perforacin y Completamientos
Tubera de Revestimiento de Pozo
La instalacin de tubera de revestimiento para el pozo es una
parte importante del proceso de perforacin y completacion. La
Tubera de Revestimiento consiste en una serie de tubos de metal
instalados en un hueco recientemente perforado. El revestimiento
sirve para reforzar los lados del dimetro del pozo, asegrese que no
se filtre crudo o gas natural afuera del hoyo del pozo ya que es
llevado a la superficie, y procurar que no se filtren los otros
fluidos o gases en la formacin a travs del pozo. Una buena
planeacin es necesaria para asegurar que se instale el
revestimiento adecuado para cada pozo. Los tipos de revestimiento
utilizados dependen de las caractersticas de la superficie del
pozo, incluyendo el dimetro del pozo (el cual depende del tamao de
broca utilizada) y las presiones y temperaturas experimentadas a
travs del pozo. En muchos pozos, el dimetro del hueco del pozo
disminuye a medida que se taladra mas profundo, conduciendo a un
tipo de forma cnica que debe considerarse cuando se instale el
revestimiento. Hay cinco tipos diferentes de revestimiento de pozo.
Ellos incluyen:
Revestimiento Conductor Revestimiento de Superficie
Revestimiento Intermedio Sarta del Liner o de la Tubera de
Revestimiento Revestimiento de Produccin
Revestimiento Conductor
El Revestimiento Conductor se instala primero, usualmente antes
de la llegada del taladro de perforacin. El hueco para el
revestimiento conductor a menudo se perfora con un pequeo taladro,
montado en la parte posterior de un camin. El Revestimiento
Conductor, que usualmente no mide ms de 20 a 50 pies, es instalado
para prevenir que el tope del pozo se derrumbe y para ayudar en el
proceso de circulacin del fluido de perforacin desde el fondo del
pozo. En pozos en tierra, este revestimiento usualmente es de 16 a
20 pulgadas de dimetro mientras que en pozos costa afuera el
revestimiento usualmente mide 30 a 42 pulgadas. El revestimiento
conductor est cementado en el sitio antes de iniciar la
perforacin.
Revestimiento de Superficie
El revestimiento de superficie es el siguiente tipo de
revestimiento que se instala. Puede estar en cualquier parte desde
unos pocos cientos hasta 2,000 pies de longitud y es ms pequeo en
dimetro que el revestimiento conductor. Cuando est instalado, el
revestimiento de superficie encaja dentro del tope del
revestimiento conductor. El propsito primario del revestimiento de
superficie es proteger los depsitos de agua fresca cercanos a la
superficie del pozo de la contaminacin por fugas de hidrocarburos o
agua salada desde subterrneos ms profundos. Tambin sirve como un
tubo para lodo perforado que regresa a la superficie, y ayuda a
proteger el hueco perforado de daos durante la perforacin. El
revestimiento de superficie, al igual que el
3 - 3 Surface Well Testing
-
STE Perforacin y Completamientos
revestimiento conductor tambin est cementado en el sitio. Las
reglamentaciones a menudo dictan el espesor del cemento que se va a
utilizar para asegurar que exista una muy pequea posibilidad de
contaminacin del agua fresca.
Revestimiento Intermedio
El Revestimiento Intermedio usualmente es la seccin mas larga
del revestimiento (casing) que se encuentra en un pozo. El propsito
primario del revestimiento intermedio es minimizar los peligros que
vienen junto con las formaciones de subsuperficie y que pueden
afectar el pozo. Estos incluyen zonas de presin subterrnea
anormales, lutitas subterrneos, y formaciones que podran de otra
forma contaminar el pozo, tales como depsitos subterrneos de agua
salada. En muchos casos, aun cuando puede no existir evidencia de
una formacin subterrnea inusual, el revestimiento intermedio se
corre como un seguro contra la posibilidad de que tal formacin
afecte el pozo. Estas reas de revestimiento intermedio pueden
tambin cementarse en el sitio para adicionar proteccin.
Sartas para el Liner o el Revestimiento
Las sartas para el Liner son utilizadas algunas veces en lugar
del revestimiento intermedio. Las sartas de Liner se corren
comnmente desde el fondo de otro tipo de revestimiento al rea de
pozo abierto. Sin embargo, las sartas del liner usualmente estn
unidas al revestimiento previo con colgadores (hangers) en cambio
de haber sido cementadas en el sitio. Este tipo de revestimiento es
de esta manera, menos permanente que el revestimiento
intermedio.
Revestimiento de Produccin
El revestimiento de produccin, llamado alternativamente la sarta
del crudo o la sarta larga, est instalado al ltimo y es la seccin
ms profunda del revestimiento en un pozo. Este es el revestimiento
que suministra un tubo desde la superficie del pozo a la formacin
de produccin de petrleo. El tamao del revestimiento de produccin
depende de un nmero de consideraciones, incluyendo el equipo de
levantamiento que se va a usar, el nmero de completacion requerido,
y la posibilidad de profundizarlo en una fecha posterior. Por
ejemplo, si se espera que el pozo sea profundizado en una fecha
posterior, entonces el revestimiento de produccin debe ser lo
suficientemente ancho para permitir mas tarde el paso de una
broca.
Los revestimientos de pozo son una parte muy importante de un
pozo completado. Adems de reforzar el hueco del pozo, tambin
suministra un tubo para permitir que los hidrocarburos sean
extrados sin entremezclarse con otros fluidos y formaciones
subterrneas encontradas. Tambin es un instrumento para prevenir
reventones, permitiendo que la formacin que est sellada desde el
tope pudiera alcanzar niveles de presin peligrosos. Una vez el
revestimiento ha sido sentado, en muchos casos cementado en el
sitio, se instala el equipo de levantamiento adecuado para traer
los hidrocarburos desde la formacin a la superficie. Una vez el
revestimiento est instalado, se inserta la tubera dentro del
revestimiento desde la apertura del pozo en el
3 - 3 Surface Well Testing
-
STE Perforacin y Completamientos
tope, a la formacin en el fondo. Los hidrocarburos que son
extrados corren por esta tubera a la superficie. Esta tubera se
puede unir al sistema de bombeo para extraccin ms eficiente, si
fuera necesario.
PRODUCTION CASING
INTERMEDIATE CASING
CONDUCTOR
SURFACE CASING
Cuando se corre tubera de revestimiento en el pozo, se instalar
la parte externa, los centralizadores y "rascadores. Los
centralizadores impiden que la TR se arrastre en los lados del
hueco y permiten que el cemento sea bombeado completamente
alrededor de la tubera. Los "rascadores" remueven de la pared del
hueco el filtrante dejado por el fluido residual de perforacin. Al
rotar la tubera y moverla de arriba a abajo, remueve el filtro de
lodo y permite mejor sello del cemento con el hueco.
3 - 3 Surface Well Testing
-
STE Perforacin y Completamientos
COMPLETACIONES
La completacion del pozo comnmente se refiere al proceso de
terminar un pozo de forma tal que est listo para producir crudo o
gas natural. En esencia, la completacion consiste en decidir las
caractersticas de la porcin o cantidad admitida del pozo en la
formacin de hidrocarburos objetivo. Hay un nmero de tipos de
completacion, incluyendo:
Completacion de Hueco Abierto Completacion de Perforado
Convencional Completacion de Control de Arena Completacion
Permanente Completacion de Zonas Mltiples Completacion de
Drenaje
El uso de cualquier tipo de completacion depende de las
caractersticas y la ubicacin de la formacin de hidrocarburos a ser
explotada.
Completaciones de Hueco Abierto
Las completaciones de Hueco Abierto son el tipo ms bsico y son
utilizados solamente en formaciones muy consolidadas, las cuales
son poco probables de derrumbarse. Una completacion de hueco
abierto consiste en correr la tubera de revestimiento directamente
en la formacin dejando el extremo de la tubera abierto sin ningn
otro filtro protector. Muy a menudo este tipo de completacion es
usado en formaciones que han sido tratadas con fracturamiento cido
o hidrulico.
Completacion con Caoneo Convencional
Las completaciones de perforacin convencional consisten en
correr la tubera de revestimiento de produccin a travs de la
formacin. Los lados de esta TR son perforados con agujeros pequeos
a lo largo de los lados que contactan la formacin lo cual permite
el flujo de hidrocarburos en el pozo, pero an provee una cantidad
apropiada de soporte y proteccin al hueco del pozo. El proceso de
caoneo del revestimiento de hecho, involucra el uso de equipo
especializado diseado para hacer los pequeos agujeros a travs del
revestimiento, cemento y cualquier otra barrera entre la formacin y
el pozo abierto. En el pasado se utilizaron perforadores de bala,
los cuales eran esencialmente pistolas pequeas bajadas dentro del
pozo. Las pistolas, cuando eran disparadas desde la superficie,
enviaban pequeos proyectiles que penetraban el revestimiento y el
cemento. Hoy en da se prefiere la el caoneo jet. Esta consiste en
pequeas cargas de ignicin elctrica, bajadas dentro del pozo. Cuando
se encienden, estas cargas crean pequeos agujeros a travs de la
formacin, en la misma forma que la perforacin con balas.
3 - 3 Surface Well Testing
-
STE Perforacin y Completamientos
Completacion para Control de Arena
Las Completaciones para Control de Arena estn diseadas para
produccin en un rea que contenga una gran cantidad de arena floja.
Estas completaciones estn diseados para permitir el flujo de gas
natural y crudo dentro del pozo, pero al mismo tiempo previenen que
la arena entre al pozo. La arena que est dentro del agujero del
pozo puede causar muchas complicaciones, incluyendo erosin a la
tubera de revestimiento y otros equipos. El mtodo ms comn de
mantener la arena fuera del hueco del pozo son los sistemas de
malla o filtro. Esto incluye el anlisis de la arena experimentada
en la formacin y la instalacin de una malla o filtro que mantenga
las partculas de arena afuera. Este filtro puede ser un tipo de
malla colgada dentro de la tubera de revestimiento, o adicionar una
capa de grava especialmente dimensionada afuera del revestimiento
para filtrar la arena por fuera. Ambos tipos de barreras de arena
se pueden utilizar en hueco abierto y completacion de
perforados.
Completaciones Permanente
Las completaciones permanentes son aquellos en los cuales la
completacion, y el cabezal son ensamblados e instalados solamente
una vez. La instalacin del revestimiento, la cementacin, perforacin
y otro trabajo de completacion se hace con herramientas de dimetro
pequeo para asegurar la naturaleza permanente de la completacion.
La completacion de un pozo de esta forma puede conducir a ahorros
significativos de costo comparado con otros tipos.
Completamiento de Zonas Mltiples
La Completacion de Zonas Mltiples es la prctica de completar un
pozo de forma tal que los hidrocarburos de dos o mas formaciones
puedan producir simultneamente, sin mezclarse entre ellos. Por
ejemplo, un pozo puede ser perforado de forma que pase a travs de
un nmero de formaciones en su camino a profundidades subterrneas; o
alternadamente, puede ser eficiente en un pozo horizontal para
adicionar completaciones mltiples para drenar la formacin de forma
mas efectiva. Aunque es comn separar las completaciones mltiples de
forma tal que los fluidos de las diferentes formaciones no se
entremezclen, la complejidad de alcanzar una separacin total es a
menudo una barrera. En algunos casos, las diferentes formaciones
que se estn perforando estn lo suficientemente cerca en naturaleza
para permitir que los fluidos se entremezclen en el hoyo del pozo.
Cuando es necesario separar diferentes completaciones, se utilizan
instrumentos de caucho duro de empaque para mantener la
separacin.
Completacion de Drenaje Las Completaciones de Drenaje son una
forma de perforacin horizontal o desviada. Este tipo de
completacion consiste en la perforacin horizontal desde un pozo
vertical, esencialmente proveyendo un drenaje para que los
hidrocarburos drenen hacia el pozo. En ciertas formaciones, el
perforar una completacion de drenaje, permite una extraccin de los
hidrocarburos ms eficiente y balanceada. Estas completaciones
3 - 3 Surface Well Testing
-
STE Perforacin y Completamientos
estn mas comnmente asociados con pozos de crudo ms que con pozos
de gas natural.
El Cabezal del Pozo
El cabezal consiste en las piezas de equipo montadas en la
apertura del pozo para regular y monitorear la extraccin de
hidrocarburos desde la formacin subterrnea. Esto tambin previene
filtracin de crudo o gas natural afuera del pozo, previene
reventones debido a las formaciones de alta presin. Las formaciones
que estn bajo alta presin tpicamente requieren de cabezales que
puedan oponer resistencia a una gran cantidad de presin ascendente
de los gases y lquidos que se escapan. Estos cabezales deben ser
capaces de aguantar presiones hasta de 20,000 psi (libras por
pulgada cuadrada). El cabezal consta de tres componentes: el
cabezal del revestimiento, el cabezal de la tubera y el rbol de
navidad.
El cabezal del revestimiento consta de accesorios pesados que
suministran un sello entre el revestimiento y la superficie. El
cabezal de la tubera de revestimiento sirve para sostener todo el
tramo del revestimiento que se corre durante todo el camino abajo
del pozo. Esta pieza de equipo contiene tpicamente un mecanismo de
agarradera que asegura un sello ajustado entre la cabeza y el
revestimiento mismo.
El rbol de navidad es la pieza de equipo que encaja encima del
revestimos y las cabezas de la tubera y contiene tubos y vlvulas
que sirven para controlar el flujo de los hidrocarburos y otros
fluidos fuera del pozo. Comnmente contiene muchas ramificaciones y
su forma es como la de un rbol, de ah su nombre, rbol de navidad.
El rbol de navidad es la parte mas visible de un pozo de produccin
y permite que desde la superficie se realice monitoreo y regulacin
de la produccin de los hidrocarburos de un pozo de produccin.
3 - 3 Surface Well Testing
-
STE Perforacin y Completamientos
Levantamiento y Tratamiento de Pozo
Una vez se ha completado el pozo, puede comenzar a producir gas
natural. En algunos casos, los hidrocarburos que existen en
formaciones presurizadas se ascendern de forma natural a travs del
pozo a la superficie. Este es comnmente el caso del gas natural. Ya
que el gas natural es mas liviano que el aire, una vez que se abre
un tubo a la superficie, el gas presurizado ascender a la
superficie con poca o ninguna interferencia. Esto es ms comn para
formaciones que solamente contienen gas natural, o con un
condensado liviano. En estos escenarios, una vez el rbol de navidad
se ha instalado, el gas natural fluir a la superficie por s
mismo.
Para entender de forma mas completa la naturaleza del pozo,
tpicamente se corre una prueba potencial en los primeros das de
produccin. Esta prueba permite a los ingenieros del pozo determinar
la mxima cantidad de gas natural que el pozo puede producir en un
perodo de 24 horas. A partir de esto y otro conocimiento de la
formacin, el ingeniero puede hacer un estimado de la rata de
recuperacin ms eficiente (MER, o 'most efficient recovery rate')
que se tendr. El MER es la rata a la cual la mayor cantidad de gas
natural se puede extraer sin dao a la formacin misma. Otro aspecto
importante de los pozos de produccin es la curva de declive. Cuando
un pozo es perforado por primera vez, la formacin est bajo presin y
produce gas natural a una rata muy alta. Sin embargo, a medida que
ms y ms gas se va extrayendo de la formacin, la rata de produccin
del pozo disminuye. Esto es lo que se conoce como curva de declive.
Ciertas tcnicas incluyen equipo de levantamiento y estimulacin de
pozos, para poder aumentar la rata de produccin de un pozo.
En algunos pozos de gas natural, y pozos de crudo que tienen gas
natural asociado, es ms difcil asegurar un flujo eficiente de los
hidrocarburos del pozo. La formacin subterrnea puede estar muy
apretada, haciendo el movimiento del petrleo a travs de la formacin
y subir al pozo a un proceso muy lento e ineficiente. En estos
casos, se requiere del equipo de levantamiento o tratamiento de
pozo.
El equipo de levantamiento consiste en una variedad de equipo
especializado utilizado para ayudar a que el petrleo se levante
fuera de la formacin. Este es mas comnmente utilizado para extraer
petrleo de una formacin. Debido a que el crudo se encuentra como un
lquido viscoso, toma algo de maa extraerlo del subsuelo. Hay
disponibles varios tipos de equipo de levantamiento, pero el mtodo
de levantamiento ms comn es conocido como bombeo con varilla. El
bombeo con varilla es alimentado por una bomba de superficie que
mueve un cable que golpea hacia arriba y hacia abajo en el pozo,
suministrando la presin de levantamiento requerida para traer el
crudo a la superficie. El tipo ms comn de equipo de levantamiento
con cable es el horse head o cabeza de caballo o bomba de balancn
convencional. Estas bombas son reconocidas por la forma
caracterstica de instalacin fija de alimentacin por cable la cual
parece una cabeza de caballo.
3 - 3 Surface Well Testing
-
STE Perforacin y Completamientos
Tratamiento de Pozo
El tratamiento de pozo es otro mtodo de asegurar el flujo
eficiente de hidrocarburos fuera de una formacin. En esencia, este
tipo de estimulacin de pozo consiste en inyectar cido, agua o gases
dentro del pozo para abrir la formacin y permitir que el petrleo
fluya fcilmente a travs de la formacin. Acidificar un pozo consiste
en inyectar cido (usualmente cido clorhdrico) dentro del pozo. En
formaciones de piedra caliza o carbonatos, el cido disuelve
porciones de la roca en la formacin, extendiendo espacios
existentes para permitir el flujo del petrleo. El fracturamiento
consiste en inyectar un fluido dentro del pozo, la presin a la cual
se quiebra o extiende fractura lo presente en la formacin. Adems
del fluido que se est inyectando, se utilizan tambin agentes
Propping. Estos agentes Propping pueden constar de arena, gotas de
vidrio, epoxy arena slica y sirven para abrir de forma conveniente
las fisuras recientemente ampliadas en la formacin. El
fracturamiento hidrulico involucra la inyeccin de agua en la
formacin, mientras el fracturamiento con CO2 usa dixido de carbono
gaseoso. El fracturamiento, acidificacin y equipo de levantamiento,
todos pueden ser usados en el mismo pozo sin aumentar la
permeabilidad.
Estas tcnicas son principalmente aplicables a pozos de crudo,
pero tambin han sido utilizados para aumentar la rata de extraccin
en pozos de gas. Debido a que es un gas de baja densidad bajo
presin, el completamiento de los pozos de gas natural usualmente
requiere un poco mas que la tubera de revestimiento, la tubera y el
cabezal. A diferencia del crudo, el gas natural es mucho ms fcil de
extraer de una formacin subterrnea. Sin embargo, entre ms profundos
y menos convencionales que hayan sido perforados los pozos de gas
natural, llega a ser ms comn utilizar tcnicas de estimulacin en los
pozos de gas.
Inyeccin de Gas y Agua para Levantamiento
Otra forma de levantamiento artificial involucra burbujas de gas
bombadas en el crudo para disminuir su densidad, hacindolo ms
ligero y de este modo permitiendo que la presin del reservorio lo
bombee afuera.
Los dos mtodos dejan mucho crudo en el reservorio, significando
esto que se deben emplear otros mtodos para sacar el resto.
Entre el agua o el gas. Con la inyeccin de gas dentro de la
superficie del reservorio, se forma una cpsula de gas, forzando al
crudo a ir al fondo y luego presurizndolo para que salga. Para
utilizar inyeccin de agua, el agua debe ingresar dentro de otro
pozo en el mismo sitio y que estar conectado al pozo que se est
trabajando. El agua inunda todos los pozos forzando al crudo a ir
arriba, ya que el crudo flota en el agua. Para ver esto, tome
cualquier aceite comn, como del tipo que se encuentra en muchas
cocinas y vierta un poco en una taza de agua. Los dos fluidos
permanecen separados pero el aceite estar encima an si se mezcla
vigorosamente.
An ms crudo puede sacarse de muchos reservorios despus de haber
agotado otros medios.
3 - 3 Surface Well Testing
-
STE Perforacin y Completamientos
El gas natural se puede bombear dentro del reservorio para
mezclarlo con el aceite, hacindolo lo suficientemente ligero para
fluir. La mezcla es el porque del trmino miscible, que quiere decir
ser mezclado.
Otra opcin es utilizar un surfactante o una sustancia como jabn
adelante del agua y detrs del aceite. La sustancia forma una
barrera alrededor del aceite, y el agua atrs de la sustancia empuja
el aceite a la superficie. La sustancia jabonosa tambin asegura una
minuciosa recoleccin del aceite.
El calor tambin puede ser utilizado para conseguir fluido del
aceite. Hasta un milln de veces mas denso que el agua, el aceite
puede ser adelgazado mediante chorro de vapor dentro del
reservorio. El agua es primero bombeada, luego se recoge el
aceite.
3 - 3 Surface Well Testing
-
Seccin 4
Introduccin a las Pruebas de Flujo
4 - 1 Surface Well Testing
-
Flow Tests and Basic Analysis
Tabla de Contenido Introduccin
...........................................................................................................
4-1 Objetivos
................................................................................................................
4-3 Procedimientos de las
Pruebas...............................................................................
4-4 Introduccin
.................................................................................
4-4 Tipos de
Prueba......................................................................................................
4-4
Prueba Con Sarta de Perforacin (DST)
..................................................... 4-5
Herramientas con sarta de perforacin
(DST)............................................. 4-6 Descripcin
de las Herramientas DST
.................................................. 4-7
Procedimientos de las Pruebas
................................................................................
4-8 Procedimientos de Limpieza de
Pozo...............................................................
4-8
Estimado de la Rata de Flujo durante la
Limpieza...................................... 4-9 Probando el
Flujo del
Pozo..........................................................................
4-9
Procedimientos de Prueba
Asociados.............................................................
4-10 Prueba Drawdown (Cada de Presin)
................................................... 4-10 Prueba de
los Lmites del Reservorio
........................................................ 4-11
Pruebas de "Buildup" (Incremento de Presin)
....................................... 4-11 Prueba Potencial
........................................................................................
4-11
Pruebas en Pozos de
Crudo.............................................................................
4-12 Prueba del ndice de Productividad
...........................................................
4-12
Pruebas en Pozos de Gas
................................................................................
4-13 Prueba de flujo abierto en pozos de gas
.................................................... 4-13 Pruebas
de Contrapresin Multi-rata
....................................................... 4-14 Prueba
Convencional de Contrapresin
.................................................. 4-14 Prueba
Isocronal
........................................................................................
4-15 Prueba Isocronal
Modificada.....................................................................
4-15 Criterios para la
Estabilizacin..................................................................
4-16
Flujo Abierto Absoluto (AOF)
.......................................................................
4-17 Posicin de la Curva de Contrapresin
..................................................... 4-19
Frecuencia de la Prueba
.............................................................................
4-19 Procedimiento
............................................................................................
4-20 Presin de
Cierre........................................................................................
4-20 Perodos de Flujo
.......................................................................................
4-21
Prueba de Presin
Transiente...............................................................................
4-24 Transiente de la Cada de Presin (Drawdown Pressure Transient)
........... 4-24 Transiente de Incremento de Presin (Buildup
Pressure Transient) .............. 4-25 Pruebas de los Transientes
de Presin y La Contrapresin .......................... 4-27
4 - 2 Surface Well Testing
-
Flow Tests and Basic Analysis
Objetivos de la Prueba de Pozo
......................................................................
4-28 Fuente de Datos de Pre-Prueba
......................................................................
4-29
4 - 3 Surface Well Testing
-
Introduccin Esta seccin le dar un conocimiento de los tipos de
pruebas realizadas especialmente las pruebas DST.
Objetivos Despus de terminar esta seccin, usted estar en
capacidad de:
Conocer el propsito y los procedimientos de las Pruebas. Conocer
los tipos de Pruebas de Pozo y como se realizan.
4 - 5 Surface Well Testing
-
Flow Tests and Basic Analysis
Procedimientos de las Pruebas Introduccin Las pruebas en los
pozos de crudo y gas se realizan en varias etapas de la perforacin,
la completacin y la produccin. Los objetivos de la prueba en cada
etapa abarcan desde la simple identificacin de los fluidos
producidos y la determinacin de la disponibilidad del reservorio
para la identificacin de caractersticas complejas de reservorio.
Muchas de las pruebas de pozo se pueden agrupar bien sea como
pruebas de productividad o como pruebas
descriptivas/reservorio.
Las pruebas de productividad del pozo se realizan para : -
Identificar los fluidos producidos y determinar sus relaciones
de
volumen respectivas. - Medir la Presin y la Temperatura del
reservorio. - Obtener muestras apropiadas para anlisis de PVT. -
Determinar la capacidad de produccin del pozo. - Evaluar la
eficiencia de la completacion. - Caracterizar daos del pozo -
Evaluar tratamiento de estimulacin o reparacin (workover).
Las Pruebas Descriptivas buscan : - Evaluar Parmetros de
Reservorio. - Caracterizar hetereogeneidades del Reservorio. -
Valorar la extensin del reservorio y su geometra. - Determinar la
comunicacin hidrulica entre los pozos.
Tipos de Prueba Esta seccin trata de las pruebas usadas ms
comnmente para probar pozos de gas y crudo. La explicacin de las
pruebas consta de tres partes: la teora, el procedimiento y el
ejemplo. Antes de discutir los tipos de pruebas se debe hacer la
distincin entre pozos de crudo y pozos de gas. Un pozo de crudo
producir crudo, gas y algunas veces agua en cantidades variables;
sin embargo, el volumen del crudo es la medida bsica y el volumen
de gas se expresa en pies cbicos por barril de crudo en tanque de
reserva. Hay pozos de crudo que producen una proporcin gas-crudo
(GOR) en exceso de 10,000 pies cbicos de gas por barril de crudo en
tanque de reserva. Proporciones altas gas-crudo como esta ocurrirn
como resultado de reservorio agotado (depletado) o en un pozo
completado en o cerca de un campo de gas.
Los pozos que producen gas seco o gas y condensado se llaman
pozos de gas. Los pozos de gas usualmente producen algo de agua ya
sea en un vapor de agua asociado con el gas a las condiciones del
reservorio o agua libre del reservorio. Para un pozo de gas, el
volumen del gas es la medida bsica usualmente expresada en trminos
de miles de pies cbicos por da (MCF/D) o millones de pies cbicos
por da (MMCF/D) en condiciones estndar de presin y temperatura (por
ejemplo 14.65 psia y 60F). La produccin de condensado o agua
usualmente se expresa como barriles por millones de pies cbicos de
gas (BBL/MMCF). Muchos pozos de gas producirn menos de 100 barriles
de condensado por milln de pies cbicos de gas; sin embargo, algunos
pozos producirn tanto como 200 BBL/MMCF.
4 - 6 Surface Well Testing
-
Flow Tests and Basic Analysis
Prueba (DST) Drill String Test Un juego de herramientas de Drill
String es un conjunto de herramientas de fondo utilizadas para el
completamiento temporal de un pozo. Se corren como un medio de
suministrar un mtodo seguro y eficiente de controlar una formacin
durante la recoleccin de los datos esenciales del reservorio en la
exploracin, estimacin y an en la fase de desarrollo de un pozo, o
para realizar pre-acondicionamiento o servicios de tratamiento
antes de un completamiento permanente del pozo. Se llevan a cabo
dos tipos de Pruebas DST, estas son:
Pruebas DST en Hueco Abierto (Open Hole Drill String Tests)
Pruebas DST en Hueco Revestido (Cased Hole Drill String Tests)
Prueba DST en Hueco Abierto (Open Hole Drill String Testing) Si
los hidrocarburos son detectados bien sea en corazones o cortes
durante la perforacin o indicados en los registros, una prueba DST
en hueco abierto proporciona un medio rpido y efectivo de evaluar
rpidamente el potencial de la formacin. Sin embargo, la tcnica
requiere que el hueco est en muy buenas condiciones y muy bien
consolidado a medida que los elementos del empaque efectivamente
sellan en la cara de la roca. Las secciones del hueco abierto
tambin limitan la aplicacin de presin en el anular, por tanto se
disean sartas especiales las cuales se operan por tubera alterna
y/o rotacin. El Sistema Evaluador Multiflujo (MFE) es por s mismo,
una sarta de prueba DST en hueco abierto.
Si la perforacin no se detiene para permitir la prueba cuando se
encuentran zonas con potenciales de hidrocarburos un mtodo alterno
es esperar hasta que el pozo est perforado a la profundidad total y
luego usar Straddle Packers para aislar la zona de inters.
Las pruebas DST en hueco abierto (Open hole drill String tests)
recogen pronta e importante informacin pero las pruebas de
reservorio requieren mas datos al cabo de un perodo mas largo. La
extensin del reservorio investigado aumenta con la duracin de la
prueba. Un factor clave que domina la duracin de una prueba en
hueco abierto es la estabilidad del pozo (wellbore). En algn punto
del pozo, este puede derrumbarse encima del packer y la sarta puede
quedarse permanentemente pegada en fondo, requirindose un costoso
desvio de pozo (sidetrack). Estos peligros de la estabilidad del
pozo han sido eliminados realizando pruebas despus de sentar el
revestimiento (casing) y en muchos sectores, especialmente costa
afuera, las pruebas en hueco revestido (cased hole) han reemplazado
la prueba tradicional en hueco abierto (open hole drill String
testing).
Prueba DST en Hueco Revestido (Cased Hole Drill String Testing)
A medida que la perforacin costa afuera ha aumentado, los taladros
flotantes llegaron a ser muy comunes, aumentando el potencial de la
nave para que accidentalmente accione las herramientas
tradicionalmente activadas por peso e incluso que desasiente el
empaque. Adems, entre mas profundos y desviados los pozos hacen que
las herramientas correspondientes sean mas difciles de operar y
controlar y as se arriesga la seguridad de la operacin. Se diseo un
siStringa de presin controlada especficamente para estas
aplicaciones, eliminando la necesidad de manipular la tubera despus
de haber sentado el empaque y eventualmente convirtindose en el
nuevo estndar en las operaciones DST.
4 - 7 Surface Well Testing
-
Flow Tests and Basic Analysis
4 - 8 Surface Well Testing
Drill Pipe
OMNI Circulating
X over
X over
Drill Pipe
Tester Valve
Drain Valve
Gauge
X over
Circulating Valve
X
Drill Pipe
Swivel
Crossover
Lifting Sub
Test Tree
X over
X over
Jars
Packer
Safety Joint
Drill Pipe
-
Flow Tests and Basic Analysis
Herramientas DST
Las herramientas bsicas en una sarta DST son como sigue:
Empaque Este proporciona un sello y asla la Presin Hidrosttica
de la Presin de la Formacin, lo mismo que en la completacion
permanente.
Vlvula de Prueba Una vlvula de prueba, corrida sobre el empaque,
aisla la Presin de Amortiguamiento de la Presin Hidrosttica
mientras se corre en el hueco. Esto ayuda a reducir los efectos de
almacenamiento del pozo (wellbore storage) lo cual es un elemento
importante de interpretacin. Despus de que el empaque se ha sentado
y la vlvula de prueba se ha abierto, ocurre el flujo a la
superficie.
Vlvula de Circulacin Invertida Una vlvula de circulacin
invertida suministra un medio de retirar los fluidos producidos
antes de retirar las herramientas del pozo pulling out of the hole.
Por redundancia, normalmente se corren dos vlvulas de circulacin
invertida con diferentes siStringas operativos. Adems, las vlvulas
se utilizan para espotear fluidos de colchn y tratamientos con
cido.
Junta de Expansin Una junta de expansin es una herramienta de
expansin/compensacin a la contraccin. Acomoda cualquier cambio en
longitud de la sarta causado por presin o temperatura durante la
prueba DST. La herramienta es balanceada hidrulicamente e
insensible para las presiones aplicadas a la tubera. Las juntas de
expansin tienen una recorrido de aproximadamente 5 pies, el nmero
total de juntas expansin depende de las condiciones del pozo.
Martillos Hidrulicos Un Martillo Hidrulico suministra el medio
de transmitir un golpe hacia arriba a la sarta de herramientas en
el evento en que el empaque y el ensamble inferior se lleguen a
pegar. La herramienta tiene una accin de tiempo regulado ya que
transferir movimiento rpido en una sarta larga no una cuestin
simple. Una tensin hacia arriba activa un flujo de aceite regulado
hasta que la seccin del martillo es liberada, de esta forma
proporciona un movimiento rpido hacia arriba y generando el golpe
respectivo. Junta de Seguridad La junta de seguridad solamente se
activa si un martillo no puede aflojar las herramientas pegadas.
Manipulando la sarta de herramientas (usualmente por una combinacin
de reciprocidad y rotacin), la junta de seguridad, la cual consta
bsicamente de dos housings (cajas) conectadas por una rosca de
trayectoria, puede ser desenroscada y la parte superior de la sarta
retirada del pozo.
Porta Sensores o Memorias Cuando se hace una corrida con una
sarta de prueba, se deben colocar en el transportador, sensores o
memorias tanto mecnicas como electrnicas para soporte y proteccin.
Los porta sensores o porta memorias pueden ser colocadas arriba o
debajo del empaque.
Muchas ms herramientas se pueden adicionar a una sarta DST,
dependiendo de los requerimientos del cliente.
4 - 9 Surface Well Testing
-
Flow Tests and Basic Analysis
Procedimientos de las Pruebas
Procedimientos de Limpieza del Pozo
El propsito de limpiar un pozo como una operacin de flujo
preliminar es para limpiar fluidos externos, tales como lodo,
partculas de rocas y mas frecuentemente es para descargar los
fluidos y los lquidos de estimulacin del pozo tales como cido
gastado o fluidos del fracturamiento los cuales han sido bombeados
a la formacin hasta la superficie.
La caracterstica general de una conduccin de limpieza de pozo
activo, o un flujo limpieza en accin, es un incremento en la
productividad del pozo, lo cual resulta en la disminucin del nivel
de saturacin cerca de la zona medular de los fluidos externos del
pozo, el incremento correspondiente en saturaciones y permeabilidad
relativa de los fluidos de la formacin.
La fase inicial de la secuencia de la limpieza para un pozo
estimulado puede estar caracterizada por presiones de flujo lento
en el cabezal y recuperacin de grandes volmenes de fluidos de
estimulacin. A medida que la limpieza progresa, usualmente hay un
aumento en la presin del flujo, un descenso en la rata de
recuperacin de los fluidos de estimulacin y un incremento en la
produccin de los fluidos del reservorio.
La cantidad de cada de Presin (Drawdown) que se aplicar durante
la secuencia de limpieza del pozo no debe exceder el nivel
considerado prudente para la prueba mas grande permitida para el
pozo o aproximadamente 30 por ciento en la cara de la formacin
debido al peligro de causar enconamiento de agua o SAND BLASTING en
el centro del pozo. Esta recomendacin general no aplica para las
etapas iniciales cuando la carga de lquido en la tubera causa
considerable contrapresin hidrosttica en el fondo del hueco. Sin
embargo, a medida que se aumenta la productividad del pozo, el
choke se debe ajustar progresivamente para prevenir excesivas cadas
de presin.
En el caso de pozos de baja productividad, puede ser necesario
hacer fluir totalmente abierto para descargar los lquidos y tambin
para adoptar un procedimiento de limpieza de prendido y apagado
conocido como stop cocking para permitir que la regin medular del
pozo recupere algo de la presin de la formacin durante los perodos
de cierre y usar la productividad inicial mas alta para alcanzar
algn grado de accin de limpieza efectiva.
El desempeo del pozo durante la limpieza se debe registrar con
el mismo cuidado y frecuencia que durante las operaciones de prueba
para revisar el progreso de la limpieza y obtener informacin
preeliminara para ayudar a finalizar el programa de pruebas.
Una vez el choke se ha posicionado a una apertura deseable, las
presiones del fluido en la cabeza de la tubera deben ser graficados
en una grfica semi-logartmica versus el registro del tiempo del
flujo. Tambin la produccin de agua y crudo se deben tabular y
regularmente la rata de produccin se debe calcular, para poder
observar las tendencias del cambio. El final de la limpieza ser
marcado por una estabilizacin de la rata de produccin de agua sin
mas incremento en la productividad del pozo. No hay medios tcnicos
para predecir la duracin del flujo necesaria para realizar
efectivamente la limpieza a un pozo. Solamente las observaciones y
el anlisis de las caractersticas del flujo durante el perodo de
limpieza pueden dar alguna medida del progreso de la limpieza
alcanzado.
Las siguientes son observaciones que pueden indicar cercanamente
el final de la fase de limpieza:
BS&W de menos del 5%. En pozos de gas obteniendo agitaciones
(SHAKE OUTS) con 10% + de condensado.
Estabilizacin de la Salinidad cerca a la salinidad del agua de
la formacin. Estabilizacin de presin de fondo y/o cabezal
4 - 10 Surface Well Testing
-
Flow Tests and Basic Analysis
Estabilizacin de la rata de flujo PH indicando 7 neutro despus
de acidificar.
En general, los pozos en rango de alta productividad tienden a
limpiarse mas rpido que esos en el otro extremo de la escala. Sin
embargo, estn involucrados otros factores tales como humectabilidad
peculiar de la roca del reservorio y la movilidad relativa de los
fluidos externos al pozo. Las razones econmicas y prcticas
determinan algunas veces que tanto se permitir que dure el perodo
de limpieza que se llevar a cabo.
El efecto en los resultados de la prueba subsecuente de una
operacin de limpieza tosca e insuficiente puede ser tanto predecido
como reconocido. Si las secuencias del flujo de cada punto probado
contribuyen a una limpieza mejor del pozo, el desempeo del pozo se
mejorar consiguientemente y el declive de la contrapresin no tendr
validez. Cuando el punto de flujo ms largo o punto estabilizado
coincide con la curva de contrapresin del flujo corto en cambio de
permanecer a la izquierda de este, hay una indicacin del efecto de
limpieza del pozo interfiriendo con la prueba de contrapresin. Si
el punto estabilizado est localizado a la derecha de la lnea de
contrapresin de rango corto, se confirma la interferencia.
La acumulacin de lquido en el Pozo es probablemente la causa mas
seria del clculo de presin del fondo (BHP).
La formula del Estado de Velocidad y rata:
Vgw = 5.62(67-.0031p).25 / (.0031p).5
Vgc = 4.02(45-.0031p).25 / (.0031p).5
qg(mm) = 3.06p Vg A / Tz
Velocidad de 5-10 pie/seg para hidrocarbonos lquidos
Velocidad de10-20 pie/seg para agua
El flujo del pozo debe inicialmente estar dirigido a un tanque o
sobreborda a travs de la lnea del quemador de gas. La limpieza del
pozo de gas se puede continuar a travs de la llama a medida que se
aumenta el volumen del gas. En el caso de un pozo de crudo, el
flujo debe ser dirigido al quemador una vez se ha hecho aparente
que el crudo alcanzo la superficie.
La operacin de limpieza debe llevarse a cabo con gran cuidado,
teniendo en cuenta la posibilidad de dao serio al equipo por
abrasin (arena, barro, desechos de perforacin, etc. Subidos con los
fluidos del pozo). Es aconsejable utilizar el choke manifold cerca
a la cabeza del pozo y derivar (by-pass) todo el equipo de prueba
(calentador & separador).
La mejor solucin desde un punto de vista tcnico es instalar una
lnea de limpieza directa y separada, pero esto puede no ser
posible.
Bajo ninguna circunstancia se debe limpiar el pozo a travs del
separador. Evitar la exposicin del equipo por perodos prolongados a
cualquier tipo de fluidos que contengan arena (e.g. despus del
fracturamiento) o H2S si el equipo no est diseado especficamente
para servicio H2S.
Estimado de la rata de Flujo durante la Limpieza Las ratas de
flujo del gas se pueden estimar usando coeficientes de choke
nipple.
4 - 11 Surface Well Testing
-
Flow Tests and Basic Analysis
Las ratas de flujo de crudo se pueden calcular de la grfica si
el G.O.R. es conocido, si el G.O.R. no es conocido se puede
aproximar con la frmula siguiente:
GOR (pie. cub./bbl) = 0.1 S (profundidad en pies)
Esto asume que el crudo del reservorio est saturado con gas.
Procedimientos de Prueba Asociados
Hay varios tipos de pruebas que pueden satisfacer los objetivos
de la prueba. Estas pruebas se pueden dividir en tres
categoras:
Pruebas Drawdown/Buildup Pruebas Inyeccin/Cada Pruebas
Interferencia/Pulso
Nuestras discusiones se referirn a pruebas drawdown/buildup pero
las pruebas inyeccin/cada se pueden manejar en una forma
similar.
Desde el punto de vista del anlisis de prueba del pozo, no se
puede seleccionar una sola prueba drawdown a menos que el pozo no
se pueda cerrar debido a razones operacionales o econmicas. El Dato
de la Prueba Buildup es normalmente la primera fuente de datos
utilizada para determinar la descripcin del reservorio del pozo.
Por supuesto, un buildup siempre est precedido por un drawdown y
tcnicas para permitir anlisis simultneo de datos drawdown y
buildup.
Prueba Drawdown
La prueba drawdowm mas simple es una prueba de flujo simple. La
rata de flujo durante la prueba es constante lo cual hace que la
prueba drawdown de flujo simple sea difcil, si no imposible, de
correr en el campo. La figura siguiente muestra una grfica de
Presin vs. Registro de Tiempo de Flujo ilustrando la prueba.
4 - 12 Surface Well Testing
-
Flow Tests and Basic Analysis
Prueba de Lmites de Reservorio
Si la prueba drawdown de flujo simple dura lo suficiente para
que la presin drawdown refleje todos los lmites y fronteras del
reservorio, la prueba se convierte en una Prueba de Lmites de
Reservorio.
Pruebas Buildup
La teora de una prueba buildup podra ser discutida en un tiempo
considerable; sin embargo la discusin ser limitada ya que los
clculos son considerables y van mas all del alcance y propsito de
este manual. Mucho trabajo en las curvas de presin build up han
sido la evaluacin del efecto skin (dao de la formacin) y
permeabilidad.
Una prueba buildup involucra el uso de manmetros de presin de
fondo (memorias) para registrar presiones a la profundidad del
reservorio. Una curva buildup se obtiene cerrando el pozo y
midiendo la presin de fondo como una funcin del tiempo. Mediante el
uso de ecuaciones adecuadas, la historia del pozo, y los datos del
incremento de presin es posible calcular la permeabilidad de la
formacin lo mismo que obtener alguna idea del dao de la
formacin.
Cuando se toman medidas en superficie despus del cerramiento del
pozo para un buildup la frecuencia de lecturas debe ser tan
frecuentes como sea posible durante la primera media hora o mas
dependiendo de la rata de incremento. Cuando la rata de incremento
disminuye, el tiempo entre las lecturas puede aumentar ya que la
informacin crtica resultante de graficar la curva de incremento es
cuando la pendiente de la curva cambia. Las lecturas deben ser
tomadas hasta que ocurra la estabilizacin adecuada.
4 - 13 Surface Well Testing
-
Flow Tests and Basic Analysis
Prueba Potencial
Una de las pruebas mas frecuentemente realizadas en pozo es la
prueba potencial, la cual es una medida de la cantidad de crudo y
gas que un pozo producir durante un perodo de 24 horas o menos. Una
prueba potencial normalmente es requerida en un pozo recientemente
completado junto con la prueba de Indice de Productividad para
evaluar el aspecto comercial del reservorio. La informacin obtenida
de estas pruebas es utilizada para asignar una licencia de
produccin. No resulta prctico hacer una lista en detalle de todos
los requisitos para realizar una prueba potencial porque todas las
compaas y campos no operan bajo las mismas reglas o
condiciones.
Ejemplo: Resultados de la Prueba
El Pozo fu probado por 12 horas Tamao del Choke 3/8". El clculo
del Gas fu 4.32 mmscf/d. La lectura del medidor de crudo para 12
horas fue 3,461 bbls. El factor del medidor con encogimiento para
prueba fue 0.982. La lectura del medidor de agua para 12 horas fue
100 bbls.
Clculos
Crudo: 3451 bbls x 2 (24 hrs / 12 hrs.) x 0.982 = BBLS/da Clculo
del Gas = 4.32 MMSCFD(clculo del gas basado en AGA No. 3) Agua: 100
bbls/12hrs 200 BBLS/da GOR: 4.32 MMSCF/D / 6810 BBLS/D = SCF/BBL La
proporcin Gas Lquido (si se ha producido agua) MMSCF/D / (6810 +
200 BBLS/D) = SCF/BBL de Lquido
La produccin de GOR a menudo es una indicacin de la eficiencia
de un pozo productivo y un incremento en la proporcin se ve como
una seal de peligro en el control del desempeo del reservorio. El
GOR se debe mantener tan bajo como sea posible.
Pruebas para Pozos de Crudo
Prueba del ndice de Productividad
La prueba del ndice de Productividad (PI) d un indicativo de una
habilidad del pozo para producir fluido relacionado con una
reduccin en la presin de fondo. Las Pruebas de Productividad se
hacen en pozos de crudo e incluyen ambas la prueba potencial y la
de presin del fondo. El propsito de esta prueba es determinar los
efectos de las diferentes
4 - 14 Surface Well Testing
-
Flow Tests and Basic Analysis
ratas de flujo sobre la presin dentro de la zona de produccin
del pozo y por tanto establecer las caractersticas de produccin de
la formacin. En esta forma, la rata potencial mxima de flujo puede
ser calculada sin arriesgarse a un posible dao al pozo lo cual
podra ocurrir si el pozo fuera producido a su mxima rata de flujo
posible. A partir de los datos de la prueba de flujo, se puede
estimar la permeabilidad de la formacin.
Los ndices de productividad en varias formas diferentes y son
utilizados de formas distintas por varias compaas. Se han dado las
siguientes definiciones:
1. El total de barriles de lquido (crudo y agua) por da por psi
en cada de presin. (Drawdown significa la diferencia entre presin
esttica o presin de cierre en fondo y la presin de flujo en el
fondo).
2. El total de barriles de crudo en tanque de almacenamiento
(STB) por da por psi en cada de presin.
3. El total de libras de fluido (crudo, gas y agua) por da por
psi en cada de presin.
El procedimiento de la prueba es hacer fluir el pozo a varias
ratas sucesivas estabilizadas con registradores en el punto medio
de las perforaciones y medir todas las producciones del separador
en superficie. Luego graficar las ratas de crudo resultantes y las
presiones drawdowns en papel aritmtico estndar usando la escala
vertical para la rata de produccin y la escala horizontal para la
presin drawdown. Los puntos varios probados pueden definir una lnea
de curvatura de aumento, mostrando que el ndice de productividad
puede disminuir a presiones drawdowns grandes. Si existe un valor
P.I. Sencillo, mas que el que se refiere a uno de los tabulados, es
entonces el declive de la curva probada a P=O, el cual esta en el
origen del grfico, o a lo que es llamado el P.I. a la presin de
fuga drawdown. Proporciones gas/crudo calculado, posible produccin
de agua en todas las ratas de flujo probadas podran presentarse
como parte de la prueba P.I.
El procedimiento para conducir una prueba de productividad es
primero medir la presin de cierre en el fondo del pozo, luego abrir
el pozo y producirlo a varias ratas de flujo estabilizadas. A cada
rata de flujo se mide la presin de flujo en fondo. Cuando estos
datos son interpretados por el ingeniero, le suministran un
estimado del mximo flujo esperado en el pozo.
Por ejemplo, un pozo que tiene una presin esttica en fondo de
2,200 psi, produciendo 400 bbls de crudo almacenado (stock-tank
oil) por da a una presin de flujo de fondo de 1,800 psi, tendra un
PI de 1. Esto se calcula como sigue:
PI = rata de produccin total / (presin esttica presin de
fludo)
PI = 400/(2,200 - 1,800)
PI = 400/400 = 1
Esto simplemente significa que este pozo en particular con un PI
de 1 producir 1 barril de lquido por cada cada en presin de 1 psi
(asumiendo una relacin lineal).
Para mejorar el PI:
Retirar el efecto skin con tratamientos (acidificando) Aumentar
la permeabilidad efectiva por fracturamiento. Reducir la viscosidad
por calentamiento de la formacin. Mejorar el factor de volumen de
la formacin por medio de
tcnicas de produccin y separacin.
Aumentar la penetracin del pozo (perforacin horizontal).
4 - 15 Surface Well Testing
-
Flow Tests and Basic Analysis
Pruebas a Pozos de Gas
Prueba de Flujo Abierto para pozos de gas (AOF)
La prueba de flujo abierto (AOF) para pozos de gas es solamente
de inters histrico, ya que no ha sido utilizada aproximadamente
desde 1935. Consista en hacer fluir el pozo de gas con la vlvula de
superficie totalmente abierta con un intento de medir la rata de
gas resultante por medio de un tubo piloto o presin lateral
esttica. Esto se llam flujo abierto potencial del pozo.
Este mtodo de prueba tiene muchas falencias: 1. Dificultad para
medir la rata de gas en pozos de alta capacidad de
produccin (deliverability).
2. Desperdicio de Gas, polucin y peligro de incendios.
3. Falta de bases de comparacin para pozos de diferentes
profundidades y diferentes tamaos de tubera, ya que es realmente la
capacidad de produccin del cabezal abierto lo que se midi.
4. Peligro de enconamiento de agua en la zona de produccin y de
arenamiento el pozo debido a las grandes cados de presin permitidos
en el fondo del pozo.
Pruebas de contrapresin multi-rata
La prueba de contrapresin se desarroll para superar las
falencias relacionadas con la prueba de flujo abierto y suministrar
una forma mas precisa de determinar la capacidad de produccin de un
pozo. Es, bajo un tipo o el otro, el procedimiento aceptado para
realizar pruebas hoy.
Las razones para correr una prueba de contrapresin son :
1. Satisfacer una agencia gubernamental o un requerimiento del
cliente.
2. Evaluar como cualquiera de los parmetros del reservorio y/o
la capacidad de produccin del pozo cambiarn con niveles de presin o
ratas diferentes en el reservorio.
Los efectos tpicos que podran ser evaluados como funciones de la
presin del reservorio o las ratas incluyen enconamiento de agua,
presiones por debajo del punto de burbuja o punto de roco, flujo
turbulento y efectos geopresurizados.
La prueba de contrapresin consiste en hacer fluir el pozo bajo
condiciones controladas a niveles aceptables de contrapresin y
luego graficar en papel logartmico las ratas de flujo resultantes y
las cadas de presin correspondientes.
Para reducir el desperdicio de gas y minimizar el peligro de dao
a la formacin por excesivas cadas de presin, una prctica
generalmente aceptada es no exceder el 30 por ciento de cada de
presin en la cara del pozo para la rata de flujo mas alta probada y
no menos para la rata mas baja que es suficiente para elevar
lquidos hasta la sarta del fluido. Fuera de esos lmites, es difcil
recomendar lineamientos absolutos. Las ratas de flujo mximo pueden
estar limitadas por la capacidad del sistema de prueba para el
flujo, del separador o an del sistema de medicin. Otras limitantes
que pueden ser impuestas por la presencia conocida de rocas
saturadas de agua cerca de la zona productora o la tendencia de la
formacin para derrumbamientos "sloughing off avenamientos "sanding
off". El nmero usual estndar de ratas para una prueba de
contrapresin es cuatro (como en la prueba de cuatro puntos).
4 - 16 Surface Well Testing
-
Flow Tests and Basic Analysis
Prueba Convencional de Contrapresin
La prueba convencional de contrapresin es algunas veces llamada
la rata tras rata o prueba flujo tras flujo. Consiste en cuatro
aumentos y disminuciones consecutivas de ratas de flujo del fluido,
cada una llevada a cabo para estabilizar. Es tambin hoy un
procedimiento apropiado para pozos con permeabilidad alta, debido
al hecho que los pozos de permeabilidad alta usualmente se
estabilizan muy rpidamente. Es tambin para pozos que presentan
severa capacidad de produccin, los cuales sern revisados a
continuacin. Usualmente no es un procedimiento prctico para pozos
completados en una formacin que tiene permeabilidad baja, sin
considerar su capacidad de flujo total debido al tiempo necesario
para obtener condiciones de flujo estable. Si la prueba no se lleva
a cabo a un grado de estabilizacin suficiente en cada rango, los
resultados de la prueba tienen poca validez.
Las pruebas de gas multipunto normalmente tienen rangos de 3 a 8
horas inicialmente con lecturas de 15 minutos. Las gravedades
obtenidas para los Gases son mas precisas despus de por lo menos
una hora de flujo.
Prueba Isocronal
El trmino iscrono significa tiempos iguales. Aqul cuyo
procedimiento consiste en fluir el pozo duran