Producción Petrolera IV CARRERA DE INGENIERÍA PETROLERA
Producción Petrolera IV
Gestión II - 2013
Producción Petrolera IV
Capítulo 1
Daño de Formación
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Daño de Formación
Introducción
Definición
Se define como “Daño de Formación” a toda causa de una baja productividad del pozo a consecuencia de un factor externo introducido al reservorio durante el proceso de su habilitación para la producción. En otras palabras se puede decir que el daño de formación es un cambio de porosidad y permeabilidad en las zonas cercanas alrededor del pozo. Su espesor puede variar dentro de la formación. Las causas potenciales pueden ser: disminución de la permeabilidad relativa a la fase de hidrocarburos, baleos de poca penetración o taponados, restricciones a nivel de pozo, etc.
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Daño de Formación
Mecanismos
Mecanismos de Daño a la Formación
Los daños a la formación pueden ser causados por: - Taponamiento de los espacios porosos de la roca con partículas sólidas: puede ser originada por la inyección de sólidos en la formación, dispersión de arcillas presentes en la roca, precipitaciones o generación de bacterias. -
Trituración mecánica o disgregación del medio poroso.
- Efectos de los fluidos, tales como la generación de emulsiones o cambios en la permeabilidad relativa.
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Mecanismos
Taponamiento de los espacios porales
Generalmente originados por la migración de partículas muy pequeñas llamadas “finos”. La migración de finos ocurre de manera natural. Esto genera la deposición de estas partículas en las gargantas porales, lo cual resulta en una severa disminución de la permeabilidad de la roca. Los finos que pasan a través de los medios porosos se adhieren a las superficies de los cuerpos porales, lo cual origina la disminución lógica de la permeabilidad, el “puenteo” en las gargantas porales y el taponamiento efectivo del poro.
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Da帽o de Formaci贸n
Mecanismos
Taponamiento de los espacios porales
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Mecanismos
Mecanismo de la Migración de Finos
Los finos pueden provenir de fuentes externas o se pueden originar en el mismo medio poroso. Se movilizan en el medio poroso por un cambio en la composición química del agua o por la acción mecánica de los esfuerzos de corte aplicados por el movimiento del fluido. El daño es causado por la dispersión de las partículas finas de arcilla cuando la salinidad del agua intersticial es reducida o la composición iónica es cambiada (fenómeno de sensitividad del agua) por el contacto con el filtrado de fluido de perforación, completación, etc., y depende de los cationes de la salmuera, pH, etc.
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Precipitación Química
Los daños son causados por la precipitación de sólidos de las salmueras o de los petróleos crudos en la formación. Los precipitados son causados por cambios en la temperatura y presión en el fondo del pozo o por alteraciones en la composición de la fase de los fluido originales por la inyección de otros fluidos. Los precipitados inorgánicos generalmente son sales producto del desequilibrio químico a efecto de la T y P.
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Emulsiones y Cambio de mojabilidad
El cambio en la viscosidad aparente de la fase petróleo origina emulsiones en los poros. Las emulsiones que generan daño son las de agua en petróleo, debido a que la viscosidad aparente de esta emulsión puede ser más alta en magnitud que la del petróleo. La humectabilidad o mojabilidad de la formación puede originar daño si la roca es oleófila, sin embargo existen productos que pueden cambiar la mojalidad de la roca y mejorar la permeabilidad relativa al petróleo.
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Daños Mecánicos
Generalmente referidos perforaciones (baleos).
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a
los
originados
por
las
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Daños Biológicos
Se presentan generalmente en pozos donde se tiene inyección de agua. Las bacterias anaeróbicas se reproducen rápidamente, taponean los poros entre las mismas bacterias o con precipitados generados por la actividad biológica de los microorganismos.
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Origen del Daño
Durante la Perforación
Utilización de Lodo Base Agua
Utilización de Lodo Base Aceite con surfactantes
Filtrado con salinidad mayor a la del fluido de formación
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Origen del Daño
Durante la Cementación
Efecto de pistón durante la bajada de la cañería: provoca compactación del revoque de lodo
Cementaciones forzadas (correctivas) causan daños muy profundos en el reservorio por la inyección a presión del cemento: generación de fracturas y canalización del cemento.
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Origen del Daño
Durante la Terminación
Baleos del nivel productor
Operaciones con Packer de prueba: generación de efecto de pistón y provocación de incremento en el filtrado y en la incrustación de sólidos
Pruebas de producción con apertura excesiva de choques
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Origen del Daño
Durante la Estimulación de Pozos
Acidificación de areniscas con ácido fluorhídrico: generación de precipitados insolubles en la formación
Fracturamiento hidráulico: taponamiento de fracturas con fluidos fracturantes, sólidos o finos, parafinas, asfaltos, limos, etc.
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Origen del Daño
Durante Operaciones de Reparación de Pozos
Daños producidos por acción mecánica de maniobra de herramientas, desanclaje de Packers, etc.
Desprendimiento de sarro de las superficies tubulares y deposición en fondo de pozo
Asentamiento de sólidos en la zona de baleos
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Origen del Daño
Durante la Fase Productiva
Inyección de inhibidores de corrosión y de parafinas: inyección de asfaltos genera emulsiones y puede invertir la humectabilidad de la roca
Reducción de la permeabilidad por el transporte de finos con el flujo del pozo
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Origen del Daño
Durante la Fase Productiva
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Origen del Daño
Durante la Fase Productiva
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Origen del Daño
Durante la Inyección de Agua o Gas
Taponamiento de baleos por la inyección de sólidos
Taponamiento por generación de bacterias anaeróbicas en fondo de pozo
Reducción de la permeabilidad por el hinchamineto de arcillas
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Cuantificación del Daño
Permeabilidad en la zona de Daño
Es determinada mediante la fórmula de Hawkins para el flujo de fluidos a través de medios porosos:
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Cuantificación del Daño
Permeabilidad en la zona de Daño
Entonces, de la fórmula de Hawkins se tiene que: s = ((k / ks) – 1 ) ln (rs / rw)
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Remediación
Tratamientos de Estimulación
El objetivo de una Estimulación es la reversión del daño de formación originado durante las etapas de perforación, terminación o producción de un pozo.
Se utilizan fundamentalmente para mejorar el IPR del pozo.
Las estimulaciones pretenden reducir el daño de formación en la matriz crítica del pozo y no debe alterar las condiciones del reservorio grueso.
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Remediación
Razones para estimular un pozo Para que una formación sea productiva se necesita que: a) contenga fluido movible, b) tenga energía, y c) tenga capacidad de flujo, entonces, se debe tratar de mantener dichas condiciones. Los factores que afectan esas condiciones son:
Presión del reservorio insuficiente Despresurización del reservorio Baja permeabilidad del reservorio Daño a la formación En resumen, las técnicas de estimulación pretenden incrementar la capacidad productiva de la formación.
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Remediación
Elección de un Pozo a estimular
Estado de agotamiento
Composición de la formación
Historial de producción
Condiciones mecánicas del pozo
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Remediación
Tipos de Estimulaciones
Estimulación Química
Estimulación ácida
Fracturamiento ácido (frac-acid)
Fracturamiento Hidráulico
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