Experiencias acumuladas en la completación y fractura

IAPG - Jornada de Perforación, Terminación, Reparación y Servicio de Pozos

Comodoro Rivadavia, 11 de octubre de 2006, Hotel Austral

• Best Practices (Fracturas CGSJ)– Finalidad:

Compartir experiencias, conocimientos y análisis, en busca de obtener un criterio unificado de diseño y operación de fractura, que permita una mayor optimización de la operación.

• Best Practices (Fracturas CGSJ)– Finalidad:

Compartir experiencias, conocimientos y análisis, en busca de obtener un criterio unificado de diseño y operación de fractura, que permita una mayor optimización de la operación.

• Índice de Temas:– Análisis áreas conflictivas– Selección Caudales de Fractura– Zonas de alta presión de rotura– Uso de slugs de arena– Relación N° de Capas y % de Colchón– Criterio Profundidad Fijación Packer– Rango de uso de arenas y fluidos por profundidad

• Índice de Temas, cont.:– Comunicación de Presión Anular durante el bombeo

de arena– Uso de Packer doble– Criterio de determinación de espesor neto de capa– Criterio de selección de cantidad de arena

• Índice de Temas, cont.:– Comunicación de Presión Anular durante el bombeo

de arena– Uso de Packer doble– Criterio de determinación de espesor neto de capa– Criterio de selección de cantidad de arena

• Análisis de Áreas Conflictivas:– Análisis de la base de datos de fractura llevada desde

el año 2000.– Caracterizar el comportamiento de las diferentes

áreas. – Indicador el porcentaje de screen out presente en

cada zona. – Focalizar nuestro esfuerzo por mejorar el

“rendimiento” de la operación, en las áreas analizadas.

• Análisis de Áreas Conflictivas:– Análisis de la base de datos de fractura llevada desde

el año 2000.– Caracterizar el comportamiento de las diferentes

áreas. – Indicador el porcentaje de screen out presente en

cada zona. – Focalizar nuestro esfuerzo por mejorar el

“rendimiento” de la operación, en las áreas analizadas.

• Análisis de Áreas Conflictivas, cont.:– Este análisis permitió observar zonas como Cañadón

Pedro, El Valle, Piedra Clavada, posteriormente Pampa, con índices elevados de screen out.

– Adicionalmente, otras áreas donde se concentra el mayor porcentaje de actividad, también se encontraban con índices de screen out por encima del límite fijado (16%).

• Análisis de Áreas Conflictivas, cont.:– Este análisis permitió observar zonas como Cañadón

Pedro, El Valle, Piedra Clavada, posteriormente Pampa, con índices elevados de screen out.

– Adicionalmente, otras áreas donde se concentra el mayor porcentaje de actividad, también se encontraban con índices de screen out por encima del límite fijado (16%).

• El Valle:– Alto índice de screen out. – Problemas al tratar de inyectar 10 lb/gal a formación. – No se observó importantes diferencias en la conductividad final

alcanzada con 8 lb/gal. – Al analizar algunos minifracs, se evidenció una alta pérdida de

fluido debido a permeabilidad y presiones de capa reducidas. – Baja eficiencia del colchón utilizado por las altas pérdidas de

fluido, generando una geometría de fractura reducida. – Se utilizó arena malla 100 en el colchón -a modo de slug a 1

lb/gal (15 a 20 bolsas), y como reductor de pérdida de fluido. – Retorno de arena observada en los primeros pozos fracturados,

se empleó exitosamente la arena resinada.

• El Valle:– Alto índice de screen out. – Problemas al tratar de inyectar 10 lb/gal a formación. – No se observó importantes diferencias en la conductividad final

alcanzada con 8 lb/gal. – Al analizar algunos minifracs, se evidenció una alta pérdida de

fluido debido a permeabilidad y presiones de capa reducidas. – Baja eficiencia del colchón utilizado por las altas pérdidas de

fluido, generando una geometría de fractura reducida. – Se utilizó arena malla 100 en el colchón -a modo de slug a 1

lb/gal (15 a 20 bolsas), y como reductor de pérdida de fluido. – Retorno de arena observada en los primeros pozos fracturados,

se empleó exitosamente la arena resinada.

• Cañadón Pedro:– El análisis estadístico demostró la necesidad del uso de una

concentración máxima de 6 lb/gal. – Además, se evidenció un sector de esta área donde se

concentran los casos de screen out, haciendo pensar la existencia de alguna falla estructural o problema de formación.

– Normalmente el diseño de estas fracturas adopta el criterio de 40 a 45 sks/m de espesor neto de capa.

– Se intentó punzando con 32 gr, en vez del punzado convencional de 22 gr – 120° - 4 spf.

– Se ha demostrado una mejora respecto al “rendimiento” de la fractura.

• Cañadón Pedro:– El análisis estadístico demostró la necesidad del uso de una

concentración máxima de 6 lb/gal. – Además, se evidenció un sector de esta área donde se

concentran los casos de screen out, haciendo pensar la existencia de alguna falla estructural o problema de formación.

– Normalmente el diseño de estas fracturas adopta el criterio de 40 a 45 sks/m de espesor neto de capa.

– Se intentó punzando con 32 gr, en vez del punzado convencional de 22 gr – 120° - 4 spf.

– Se ha demostrado una mejora respecto al “rendimiento” de la fractura.

• Pampa:– Problemas de screen out entre 1400-1700 m aprox. – La mayoría de las fracturas realizadas indicaban una presión decreciente en

superficie durante el bombeo del colchón, evidenciando extensiones de fractura en altura.

– Hacen pensar en una pérdida considerable de ancho de fractura que finaliza normalmente en un abrupto screen out.

– Como solución a la pérdida de fluido se utilizó arena malla 100, en concentraciones de 1 a 2 lb/gal en el colchón (15 a 20 bolsas).

– Además, con el fin de evitar la extensión en altura, se redujo en forma gradual el caudal de bombeo, observándose resultados aceptables cuando se empleo 10 bpm.

– Adicionalmente, de los análisis extraídos de los minifracs, se observaron elevadas pérdidas de carga por fricciones –tortuosidad y punzados.

– Normalmente el diseño de estas fracturas adoptan el criterio inferior de 40 a 45 sks/m de espesor neto de capa.

• Pampa:– Problemas de screen out entre 1400-1700 m aprox. – La mayoría de las fracturas realizadas indicaban una presión decreciente en

superficie durante el bombeo del colchón, evidenciando extensiones de fractura en altura.

– Hacen pensar en una pérdida considerable de ancho de fractura que finaliza normalmente en un abrupto screen out.

– Como solución a la pérdida de fluido se utilizó arena malla 100, en concentraciones de 1 a 2 lb/gal en el colchón (15 a 20 bolsas).

– Además, con el fin de evitar la extensión en altura, se redujo en forma gradual el caudal de bombeo, observándose resultados aceptables cuando se empleo 10 bpm.

– Adicionalmente, de los análisis extraídos de los minifracs, se observaron elevadas pérdidas de carga por fricciones –tortuosidad y punzados.

– Normalmente el diseño de estas fracturas adoptan el criterio inferior de 40 a 45 sks/m de espesor neto de capa.

• Piedra Clavada:– Por análisis estadístico se demostró la necesidad del uso de

una concentración máxima de 7 lb/gal.– Normalmente el diseño de estas fracturas adopta el criterio de

40 a 45 sks/m de espesor neto de capa, acompañada del uso de arena malla 100 (+/ - 15 sks) como slug en el colchón para reducir las pérdidas de fluido.

– El uso de arena resinada quedó demostrado como la mejor opción para controlar el retorno de arena de fractura. Este efecto podrìa deberse a las viscosidades del petróleo del área.

– El caudal de fractura seleccionado -para reducir el crecimiento en altura una buena medida podría ser manejarse con caudales de 10 a 12 bpm.

• Piedra Clavada:– Por análisis estadístico se demostró la necesidad del uso de

una concentración máxima de 7 lb/gal.– Normalmente el diseño de estas fracturas adopta el criterio de

40 a 45 sks/m de espesor neto de capa, acompañada del uso de arena malla 100 (+/ - 15 sks) como slug en el colchón para reducir las pérdidas de fluido.

– El uso de arena resinada quedó demostrado como la mejor opción para controlar el retorno de arena de fractura. Este efecto podrìa deberse a las viscosidades del petróleo del área.

– El caudal de fractura seleccionado -para reducir el crecimiento en altura una buena medida podría ser manejarse con caudales de 10 a 12 bpm.

• Valle Hermoso:– En esta área el análisis estadístico demostró la necesidad del

uso de una concentración máxima de 8 lb/gal, con el uso del criterio de diseño de 55 sks/m de espesor neto de capa.

– En muchos casos, dependiendo del espesor de la capa y las características resistividad-profundidad-permeabilidad, se diseñan con concentración final de 10 lb/gal.

– En esta área -pozo con registro sónico- se realizó una comparación entre diseño real bombeado y diseño optimizado en base a la conductividad adimensional de fractura.

– Demostrar que el uso de concentración final 8 lb/gal creaba una fractura de similar “rendimiento” que la real inyectada de 10 lb/gal, sin perder caudal de producción -FracPro (simulador de fractura), WEM (simulador de análisis nodal).

• Valle Hermoso:– En esta área el análisis estadístico demostró la necesidad del

uso de una concentración máxima de 8 lb/gal, con el uso del criterio de diseño de 55 sks/m de espesor neto de capa.

– En muchos casos, dependiendo del espesor de la capa y las características resistividad-profundidad-permeabilidad, se diseñan con concentración final de 10 lb/gal.

– En esta área -pozo con registro sónico- se realizó una comparación entre diseño real bombeado y diseño optimizado en base a la conductividad adimensional de fractura.

– Demostrar que el uso de concentración final 8 lb/gal creaba una fractura de similar “rendimiento” que la real inyectada de 10 lb/gal, sin perder caudal de producción -FracPro (simulador de fractura), WEM (simulador de análisis nodal).

• Valle Hermoso, cont.:– Este análisis no quiere decir

que debe evitarse el uso de concentraciones mayores a 10 lb/gal, sino que debe analizarse bien cada caso (experiencia previa del área o los pozos vecinos).

– Se puede observar que un diseño de 8 lb/gal no disminuye la calidad de la fractura (más económica, menos riesgos de screen out).

• Valle Hermoso, cont.:– Este análisis no quiere decir

que debe evitarse el uso de concentraciones mayores a 10 lb/gal, sino que debe analizarse bien cada caso (experiencia previa del área o los pozos vecinos).

– Se puede observar que un diseño de 8 lb/gal no disminuye la calidad de la fractura (más económica, menos riesgos de screen out).

• Caudales de Fractura:– Reducción de los valores a

fin de optimizar las operaciones (disminuciòn de la potencia utilizada).

– Considerar el espesor de la capa a fracturar (caudal de fractura podrá ser incrementado en caso capas de mucho espesor y alta permeabilidad).

• Caudales de Fractura:– Reducción de los valores a

fin de optimizar las operaciones (disminuciòn de la potencia utilizada).

– Considerar el espesor de la capa a fracturar (caudal de fractura podrá ser incrementado en caso capas de mucho espesor y alta permeabilidad).

• Zonas de Alta Presión de Fractura:– En los casos donde se intente fracturar y la presión

de rotura resulte superior a la estimada por programa, deberá consultarse a inspección y solicitar autorización para elevar el corte automático de las bombas (a 5,500 o 6,000 psi).

– Considerarse un incremento leve y paulatino de caudal, para intentar producir la rotura de la formación -se intentará romper la formación y realizar la fractura a un caudal inferior al estimado en el programa original.

• Zonas de Alta Presión de Fractura:– En los casos donde se intente fracturar y la presión

de rotura resulte superior a la estimada por programa, deberá consultarse a inspección y solicitar autorización para elevar el corte automático de las bombas (a 5,500 o 6,000 psi).

– Considerarse un incremento leve y paulatino de caudal, para intentar producir la rotura de la formación -se intentará romper la formación y realizar la fractura a un caudal inferior al estimado en el programa original.

• Slugs de Arena:– En casos donde existan o se sospeche altas pérdidas

por fricción en punzados –seràn utilizados en concentraciones de 0.5 a 1 lb/gal, con un máximo de 20 bolsas de arena malla 100 por slug.

– Deberá programarse el esquema de bombeo de manera que permita observar su comportamiento en superficie.

– El uso de slug como agente de control de pérdida de fluido será utilizado en las mismas concentraciones y cantidades antes mencionadas.

• Slugs de Arena:– En casos donde existan o se sospeche altas pérdidas

por fricción en punzados –seràn utilizados en concentraciones de 0.5 a 1 lb/gal, con un máximo de 20 bolsas de arena malla 100 por slug.

– Deberá programarse el esquema de bombeo de manera que permita observar su comportamiento en superficie.

– El uso de slug como agente de control de pérdida de fluido será utilizado en las mismas concentraciones y cantidades antes mencionadas.

• Criterio de Selección de % de Colchón:– Estará principalmente ligado al número de capas a

fracturar. – Deberá ser considerado el espesor de la capa a

fracturar y su valor de permeabilidad MRIL -en conjunto con el Cliente definir bajo que relación diseñamos el colchón de la fractura.

– Esta relación está basada en la experiencia del área, con el uso de fluidos con baja carga polimérica.

• Criterio de Selección de % de Colchón:– Estará principalmente ligado al número de capas a

fracturar. – Deberá ser considerado el espesor de la capa a

fracturar y su valor de permeabilidad MRIL -en conjunto con el Cliente definir bajo que relación diseñamos el colchón de la fractura.

– Esta relación está basada en la experiencia del área, con el uso de fluidos con baja carga polimérica.

• Selección Profundidad Fijación de Packer y Desplazamiento:– Suficiente cámara entre el packer y punzado superior para garantizar el correcto

desplazamiento. – El criterio de selección dependiendo del tipo de arena que se utilice, es el

siguiente:• Arena común 30 m sobre tope punzado• Arena resinada 50m sobre tope punzado

– De no ser posible respetar estas longitudes, será fijado lo más alejado posible del punzado superior -nota de advertencia de la situación, especial atención el desplazamiento.

– Con arena resinada y con una cámara superior a 30 m, el desplazamiento será realizado en forma convencional. Esto quiere decir que se dejará el pozo en reposo, esperando las 4 horas para el librado del packer.

– Cuando la cámara sea inferior a 30 m, una vez finalizada la operación de fractura, se procederá al librado del packer según modalidad acordada.

• Selección Profundidad Fijación de Packer y Desplazamiento:– Suficiente cámara entre el packer y punzado superior para garantizar el correcto

desplazamiento. – El criterio de selección dependiendo del tipo de arena que se utilice, es el

siguiente:• Arena común 30 m sobre tope punzado• Arena resinada 50m sobre tope punzado

– De no ser posible respetar estas longitudes, será fijado lo más alejado posible del punzado superior -nota de advertencia de la situación, especial atención el desplazamiento.

– Con arena resinada y con una cámara superior a 30 m, el desplazamiento será realizado en forma convencional. Esto quiere decir que se dejará el pozo en reposo, esperando las 4 horas para el librado del packer.

– Cuando la cámara sea inferior a 30 m, una vez finalizada la operación de fractura, se procederá al librado del packer según modalidad acordada.

• El criterio de selección de arena y fluidos

– Basado en la profundidad.– Propiedades de la arenas y por la

experiencia del área. – El rango de uso de los distintos

tipos de agentes de sostén está dado por el valor de conductividad.

– Seleccionados en base al porcentaje de rotura que se produce según la carga de confinamiento que se aplica a una concentración de 2 lb/ft2.

– Reducir la carga de polímero (residuo) inyectada a formación.

• El criterio de selección de arena y fluidos

– Basado en la profundidad.– Propiedades de la arenas y por la

experiencia del área. – El rango de uso de los distintos

tipos de agentes de sostén está dado por el valor de conductividad.

– Seleccionados en base al porcentaje de rotura que se produce según la carga de confinamiento que se aplica a una concentración de 2 lb/ft2.

– Reducir la carga de polímero (residuo) inyectada a formación.

• Comunicación de Presión Anular durante fractura:– Ante la evidencia de una comunicación anular, ya sea

por formación, punzados o herramienta, deberá evaluarse rápidamente la situación y tomar la decisión de detener el bombeo o continuar. Esta decisión quedará a criterio del ingeniero-operador o supervisor del Cliente al momento de fractura, pero siguiendo algunos lineamientos:

• Comunicación de Presión Anular durante fractura:– Ante la evidencia de una comunicación anular, ya sea

por formación, punzados o herramienta, deberá evaluarse rápidamente la situación y tomar la decisión de detener el bombeo o continuar. Esta decisión quedará a criterio del ingeniero-operador o supervisor del Cliente al momento de fractura, pero siguiendo algunos lineamientos:

• Comunicación de Presión Anular durante fractura, cont.: • Incremento de presión de anular sea lento y no alcance el valor de presión

que al momento se tiene por directa• Verificar -sin detener la operación- el peso de la herramienta o algún otro

parámetro considerable.• En caso que se verifique y encuentre el motivo de la comunicación, podrá

asentársele peso durante la operación.

• Comunicación de Presión Anular durante fractura, cont.: • Incremento de presión de anular sea lento y no alcance el valor de presión

que al momento se tiene por directa• Verificar -sin detener la operación- el peso de la herramienta o algún otro

parámetro considerable.• En caso que se verifique y encuentre el motivo de la comunicación, podrá

asentársele peso durante la operación.

• Comunicación de Presión Anular durante fractura, cont.: – Si esta evidencia sucede al momento de bombeo del colchón, se detendrá el

bombeo, se ajustaran las condiciones sobre las cuales se sospecha pueda estar el problema de comunicación y se restablecerá la fractura.

– Se deberá completar fluido y gelificar nuevamente, antes del segundo intento. Bajo esta modalidad se pretende comprobar si el aumento de presión anular llega a un valor, menor que el de directa, y se estabiliza.

• Comunicación de Presión Anular durante fractura, cont.: – Si esta evidencia sucede al momento de bombeo del colchón, se detendrá el

bombeo, se ajustaran las condiciones sobre las cuales se sospecha pueda estar el problema de comunicación y se restablecerá la fractura.

– Se deberá completar fluido y gelificar nuevamente, antes del segundo intento. Bajo esta modalidad se pretende comprobar si el aumento de presión anular llega a un valor, menor que el de directa, y se estabiliza.

• Comunicación de Presión Anular durante fractura, cont.: – En el caso de observarse una comunicación abrupta y franca,

que alcanza valores cercanos a los que existen por directa, se detendrá la operación.

• Comunicación de Presión Anular durante fractura, cont.: – En el caso de observarse una comunicación abrupta y franca,

que alcanza valores cercanos a los que existen por directa, se detendrá la operación.

• Uso de Packer Doble:– Razones para utilizar Packer Doble (Straddle Packer)

• Estimular una zona que se encuentra a poca distancia por debajo de punzados abiertos.

• Riesgos de comunicación durante la operación de fractura por fallas en el aislamiento entre las mismas, ya sea por mal cemento o por la misma formación.

• Evitar que fluido de tratamiento o sólidos (material de sostén), puedan pasar por el exterior del Casing e ingresar al pozo por encima del Packer, ya que el packer superior confinará la presión y no permitirá el ingreso por el punzado superior, permitiendo continuar con la operación.

• Uso de Packer Doble:– Razones para utilizar Packer Doble (Straddle Packer)

• Estimular una zona que se encuentra a poca distancia por debajo de punzados abiertos.

• Riesgos de comunicación durante la operación de fractura por fallas en el aislamiento entre las mismas, ya sea por mal cemento o por la misma formación.

• Evitar que fluido de tratamiento o sólidos (material de sostén), puedan pasar por el exterior del Casing e ingresar al pozo por encima del Packer, ya que el packer superior confinará la presión y no permitirá el ingreso por el punzado superior, permitiendo continuar con la operación.

• Criterio de determinación de espesor neto de capa:

– El espesor neto de capa (usado para estimar la cantidad de bolsas de arena a utilizar en la fractura)se determinará en base a la curva de permeabilidad del registro MRIL.

– En su defecto se utilizará la curva de resistividad tomada desde los puntos de incremento de valor, indicativos de hidrocarburo.

– También puede ser verificado a través de la curva de porosidad o potencial espontáneo.

• Criterio de determinación de espesor neto de capa:

– El espesor neto de capa (usado para estimar la cantidad de bolsas de arena a utilizar en la fractura)se determinará en base a la curva de permeabilidad del registro MRIL.

– En su defecto se utilizará la curva de resistividad tomada desde los puntos de incremento de valor, indicativos de hidrocarburo.

– También puede ser verificado a través de la curva de porosidad o potencial espontáneo.

• Criterio de selección de cantidad de arena:– La regla general de selección de cantidad de agente de sostén

normalmente es de 40 a 70 sks/m, siendo el promedio de 50 a 55 sks/m de espesor neto de capa.

• El límite superior de este criterio queda limitado al uso de aquellos casos en que el espesor neto de capa se encuentra entre 4 o 5 m, con permeabilidades de 1 a 2 md, profundidades medias de 1800 m y resistividades de 2 Ohm/m -capa de arena limpia.

• El límite inferior de este criterio queda limitado al uso en zonas críticas como ser Pampa, Cañadón Pedro o Piedra Clavada.

• Criterio de selección de cantidad de arena:– La regla general de selección de cantidad de agente de sostén

normalmente es de 40 a 70 sks/m, siendo el promedio de 50 a 55 sks/m de espesor neto de capa.

• El límite superior de este criterio queda limitado al uso de aquellos casos en que el espesor neto de capa se encuentra entre 4 o 5 m, con permeabilidades de 1 a 2 md, profundidades medias de 1800 m y resistividades de 2 Ohm/m -capa de arena limpia.

• El límite inferior de este criterio queda limitado al uso en zonas críticas como ser Pampa, Cañadón Pedro o Piedra Clavada.

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Experiencias acumuladas en la completación y fractura

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Metodología Integrada para el Modelado y Simulación de …€¦ · Calidad de completación Presión de fractura Contención de la fractura –Propiedades geomecánicaspor encima

EXPERIENCIA ACUMULADAS EN LA COMPLETACIÓN Y ... NqN...• Son sistemas de resinas líquidas cuya selección depende de la temperatura de fondo de pozo. • Se mezcla a la pasada y

Completación de Pozos Produccion petrolera

ANEXO B DIAGRAMAS DE COMPLETACIÓN - saber.ucv.ve

Sistemas de Completación

Completación de Pozo Hueco Abierto (1)

CURSO COMPLETACIÓN DE POZOS 3

Tipos de Completación de pozos

Distribuciones Acumuladas

SISTEMAS DE COMPLETACIÓN

Introduccion a la Completación de Pozos

Fotos del cuaderno con las actividades de completación.

PROGRAMA COMPUTARIZADO PARA LA SELECCIÓN DE …43:15Z-531… · Completación de pozos .....40 2.3.1. Completación a hueco abierto .....41 2.3.2. Completación a hueco abierto con

Formato de Visitas Acumuladas 1

dobles acumuladas

Fractura hidráulica, fractura ambiental, fractura humana

COMPLETACIÓN de Bombeo Hidraulico Tipo Jet

Juventudes acumuladas

Completación de Pozos.

Completación de Pozos de Diámetro Reducido