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Fundamentos sobre Terminación de Pozos60/21

Perforación del revestimiento (disparos)

Es el proceso de crear canales o túneles de comunicación entre elyacimiento y el agujero revestido por medio de orificios perforadosque atraviesan la tubería de revestimiento, el cemento colcadodetrás del mismo y la roca yacimiento en las vecindades del pozo.Los disparos son hechos con cañones o pistolas tubulares que seposicionan dentro del pozo frente a los intervalos de interés en laformación y disparan cargas explosivas laterales hacia la formación.

La técnica de disparo elegida depende de:

• Tipo y dimensión de la terminación instalada• Condiciones del yacimiento: grado de consolidación y estabilidad• Experiencia local y preferencias del operador

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Problemas asociados con los disparos

Problemas de producción derivados de la operación de cañoneo:

• El tunel perforado no alcanza a pasar la zona dañada por invasión delos fluidos de perforación o de cementación.

Causas:desempeño de las cargas explosivasexcesiva extensión de la zona dañada al rededor del pozo

• Tunel de la perforación no penetra lo suficiente en la zona productiva oqueda obstruido

Causas:diseño inadecuado del cañoneo (número inadecuado de cargas)fallas en las cargas individuales o en las pistolas

taponamiento con residuos de los túneles perforados

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Diseño del programa de disparo

Las principales consideraciones de diseño incluyen:

• Localización del intervalo a ser perforado• Densidad de cargas o tiros por pié lineal o por metro de cañón• Desfase de las perforaciones (ángulo entre cargas adyacentes)• Penetración o alcance del tunel perforado atravesando el revestidor• Residuos dejados dentro del túnel perforado• Método usado para correr las pistolas dentro del pozo• Recuperabilidad de las pistolas disparadas• Presión hidrostática de fondo al rededor de los pistolas• Temperatura de fondo (tiempo de exposición de las cargas)• Longitud del intervalo a perforar

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Intervalo perforado

Factores a considerar para localizar y definir la longitud del intervalo adisparar:

Analizar registros de evaluación de la cementación para definir zonas de pobreaislamiento hidráulico (minimo 10 pies entre zonas para aislamiento)

• Dejar una mínima distancia ciega entre zonas a disparar, así:

– 15 pies para revestidor o liner de 9-5/8”– 10 pies para revestidor o liner de 7”– 5 pies para revestidor o liner de 5 ½”

• Dejar 15 pies no cañoneados entre zonas de completación múltiple

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Intervalo perforado

Factores a considerar para localizar y definir la extensión del intervalo adisparar:

• Dejar 30 pies sin disparar si se requiere de empaque con arena

• En formaciones gruesas dejar intervalos ciegos de 5 a 10 pies cada 20 a 40 pies

• Considerar una precisión de +/- 3 pies para correlacionar la profundidad

• No disparar las barreras naturales de permeabilidad

• No disparar muy cerca de los contactos agua-aceite o gas-aceite

• Perforar menos del 85% de la longitud neta del intervalo resultará en unapenetración parcial de la zona dañada (perforar más del 85% de la longitudproductiva neta)

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Intervalo perforado

Características de flujo con perforación enforma inadecuada del intervalo productivoCaracterísticas de flujo con adecuadaperforación del intervalo productivo

Perforación paracial de la zona de daño por invasión (factor de corteza)

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Densidad de disparos

Es el número de cargas (o perforaciones) por cada pié o metrolineal del cañón (tiros por pié = tpp, ó “shots per foot = spf”).También: cargas por metro

Consideraciones:

• Una alta densidad de cargas puede requerir de múltiple corridade cañones

• El factor determinante es el tamaño del revestidor o liner• La densidad de cargas más común es de 8 tpp• Se prefieren altas densidades de carga donde:

– La permeabilidad vertical es baja (

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Ángulo de fase

La fase del cañoneo se refiere al ángulo de orientación entre dos cargasadyacentes

Consideraciones:

• Se utilizan cinco configuraciones comunes para el arreglo de las cargasen los cañones: 0 o, 60 o, 90 o, 120 o y180 o

• Los cañones con fase de 0º (cargas alineadas) no deben estarcentralizados y se deben fijar al revestimiento para mejorar lapenetración

• Altas densidades de cargas alineadas con fase de 0º (mayores que 16tpp) pueden dañar el revestidor y requieren de corridas múltiples

• La fase afecta las características de flujo en las cercanías del pozo• La orientación de cargas con fases diferentes a 0º es preferida encompletaciones con tratamientos posteriores de fracturamientohidráulico

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Efectos del ángulo de fase en la penetración

Desfase de lasperforaciones

Penetración

Separación odistanciamiento

Penetración

Separación odistanciamiento

Efectos de la fase en las perforaciones

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Penetración, separación y residuos del disparo

Penetración – longitud efectiva del tunel perforado a la formación

• Debe sobre pasar la zona dañada por invasión de fluidos• Es afectada por la “separación”

Separación – distancia entre el cañón y el revestidor o liner

• La eficiencia de las cargas disminuye con la separación

• Efectos de la separación acentuados con altas presiones• El tamaño del túnel es afectado por la separación

Residuos del disparo – restos de cargas dejados después de detonar

• Siempre hay algo de residuos, dependiendo del tipo de cañón o decarga

• Se deben remover por lavado en reversa después de cañonear odurante el cañoneo en des balance o en medio ácido

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Proceso de perforación del túnel

Zona fracturada

Residuos de la explosión

Túnel de perforación limpio y estable

Chorro explosivo generado aldetonar la carga. Viaja a velocidadde 21,000 pies/seg y su puntaimpacta la TR con 15 millones de psi

La penetración es variable y puedellegar hasta 30 o 40 pulgadas dentro dela formación. El orificio de entrada varía

por lo general entre ¼” y ¾”

Secuencia del punzado con chorro explosivo

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Presión para disparo en el fondo del pozo

Hay dos condiciones básicas asociadas con la presión en el fondo del pozo almomento de efectuar el cañoneo:

a. Disparo en condición de Sobre-balance (P. en el pozo > P. de formación)b. Disparo en condición de Des-balance (P. en el pozo < P. de formación)

• Sobre Balance – se disparan los cañones teniendo al rededor unacolumna de fluido con presión hidrostática mayor que la presión deformación

– La presión de surgencia posterior al disparo actúa para compactar losresiduos del cañoneo dentro de los túneles perforados

– Requiere menos complejidad en equipos y en técnicas

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Presión para disparo en el fondo del pozo

• Bajo Balance – se disparan los cañones en medio de unacolumna de fluido que ejerce una presión hidrostática menor que

la presión de la formación – La formación trata de fluir a través del tunel perforado y retira

los posibles residuos dejados en su interior

– Reduce la probabilidad del daño en las cercanías del pozo

– Requiere de equipos y técnicas especiales

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Sistema de arreglo de cargas en los cañones

Un cañón es el arreglo de las cargas individuales convenientementedistribuídas en densidad y dirección de disparo, conectadas entre sípor accesorios para perforar secciones del revestimiento en formaselectiva.

Elementos principales de un sistema de cañoneo:

1.Portador de cargas .Puede ser:

– Recuperable, – desintegrable, – semi-desintegrable

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Sistema de arreglo de cargas en los cañones

Elementos principales de un sistema de cañoneo:2.Detonador es el iniciador de la explosión (reacción en cadena) de

las cargas conectadas.

Puede ser: – eléctrico, – de percusión (mecánica o hidráulica)

3.Cuerda explosiva

– Cable con explosivo que conecta las cargas entre sí

4.Carga moldeada - Explosivo contenido en un recipiente cóncavode forma cónica que genera chorro de alta velocidad y fuerza deimpacto al activarse

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Opciones para la corrida de los cañones

Las opciones para la corrida de sistemas de cañoneo incluyen:

1. Método de corrida de los cañones en el pozo:

– Con cable eléctrico

– Cañones tubulares conectados a la sarta de producción – TCP – Cañones tubulares TCP corridos con tubería continua

enrollada

2. Cañones bajados por dentro de la tubería de producción

– Sistemas de diámetro exterior pequeño

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Opciones para la corrida de los cañones

Las opciones para la corrida de sistemas de cañoneo incluyen:

3. Sistemas de cañones bajados por dentro del revestimiento

– Sistemas de diámetro exterior grande

4. Cañones bajados formando parte integral de la sarta de producción,

como tubulares enroscados a ella (Tubing Conveyed Perforators, TCP)

– Pueden ser recuperados con la sarta o soltados al fondo

– Adecuados para perforar intervalos largos (varios cientos de pies)

– No es posible verificar detonación de las cargas en caso de duda

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Requerimientos de cañoneo según los objetivos

Para terminaciones

Naturales

• Densidad de cargas adecuada (perforaciones abiertas y limpias)

• Remoción de residuos de los túneles perforados• Penetracíón más allá de la zona dañada por invasión• Ángulo de fase optimizado

Para terminaciones deempaque con arena

• Tamaño de orificio – para lograr área de flujo adecuada• Densidad de cargas – para lograr área de flujo adecuada• Remoción de los residuos del cañoneo• Optimización del ángulo de fase• Penetración adecuada

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Especificación de los sitemas de cañoneo

CañonesTubulares Cañonesdesechables

altadad de

tiros, HSD

(TT)2-3/8 a

3-1/2365

20,000

Cañonestubularesde casing

Cañonesselectivoscarga x carga

densiCañonesHEG

(TT) (CSG)OD de la Tubería o delRevestimiento (pulg) 2-3/8 a 4-1/2 a 4-1/2 a Hasta 4-1/2 4-1/2 a

4-1/2 7 7 > 9-5/8Max Temp (°F) 500 500 210 300 0 a 500

Max Presión (psi) 25,000 25,000 4,000 8,000 25,000

x x x x xContención de residuos

x x x x xSelectivitdad

x x x xSeguridad del sistema

x x xCañoneo en desbalance

x x x xCompatible con H2S

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Selección y diseño del cañoneoEl cañoneo en desbalance ofrecepoco o ningún beneficio o representa

costos o cargas operacionalesinaceptables? (pozos estimulados,zonas múltiples muy espaciadas)

Se pueden lograr tasas de flujo adecuadascon múltiples corridas de pistolas a través

de la tubería y las limitaciones de 0º defase de cargas y de arrastre de fondo?

usar cañones detubería, TCP

La temperatura de fondoes menor de 450°F? NoNo No

Estimar daño a lasperforaciones y su

efecto sobre laproducción. Si es

aceptable, usarcañones por tubería

Se pueden utilizarcañones a través de lasarta de producción?

Se matará el flujosi se cañonea conbajo arrastre y sin

tubería?

Se puede formular un fluido decompletación que controle el flujo y

las pérdidas en el pozo y semantenga adecuadamente limpio?

Se pueden usarcañones de tubería

de 2-1/8” o mayores?

NoSiNo No

No

Reconsiderar opciones Considerar si el uso decañones de casing en

desbalance es aceptable yevaluar riesgos de daño al

flujo al correr la

completación

SiSi

No Se puede remover el daño con

estimulación durante la completación?Re-evaluar la opción decañoneo en desbalanceNo

En un yacimiento de carbonatoque requiere acidificación?

Será estimulada lazona con fractura?

No

Si

Si

Considerar cañoneo con sobre balance enmedio ácido con cañones de casing o de tubería

Si

Re-evaluar opciones de

cañoneo en des balance

Revisar requerimientos parael fracturamiento (arreglo en

espiral, distribución del fluidoen las perforaciones,

colocación de material depuenteo)

Diseñar cañoneo en sobrebalance con cañones de casingcorridos con cable

Se puede lograr limpieza efectiva dela zona cañoneada bajo condiciones

normales de producción?

SiNo

No

Si

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