PDVSA Exploración y Producción
Fluidos para Construcción de Pozos
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Fluidos de Perforación
Fluidos de Perforación Es un fluido de características físicas y químicas apropiadas, que puede ser aire o gas, agua, petróleo y combinaciones de agua y aceite con diferente contenido de sólidos.
No debe ser tóxico, corrosivo ni inflamable pero si inerte a las contaminaciones de sales solubles y minerales, y además, estable a las altas temperaturas e inmune al desarrollo de bacterias.
Funciones: 1. Remover y transportar el ripio del fondo del hoyo o pozo hacia la superficie. 2. Enfriar y lubricar la mecha y la sarta de perforación. 3. Cubrir la pared del hoyo con un revoque liso, delgado, flexible e impermeable. 4. Controlar las presiones de las formaciones atravesadas. 5. Mantener en suspensión, cuando se interrumpe la circulación, el ripio y el material densificante. 6. Soportar, por flotación, parte del peso de la sarta de perforación y de la tubería de revestimiento, durante su inserción en el hoyo. 7. Mantener en sitio y estabilizada la pared del hoyo, evitando derrumbes. 8. Facilitar la máxima obtención de información deseada acerca de las formaciones perforadas. 9. Transmitir potencia hidráulica a la barrena.
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Fluidos de Perforación
Fluidos de Perforación Para llevar a cabo estas funciones, deben minimizarse los siguientes efectos colaterales:
1. Daño a las formaciones subterráneas, especialmente a las que son productoras. 2. Corrosión de la sarta y del revestidor.
3. Reducción de la velocidad de penetración. 4. Problemas de presiones de succión, de pistón y de circulación. 5. Pérdida de circulación. 6. Atascamiento diferencial de la sarta de perforación. 7. Erosión de la superficie interna del pozo.
8. Desgaste de las camisas internas de las bombas. 9. Contaminación de las lechadas de cemento. 10. Contaminación del ambiente natural.
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Fluidos de Perforación
Problemática - Fluidos Construcción y Mantenimiento de Pozos Superficie • • • •
Pérdidas de circulación Arcillas reactivas Gas superficial Limpieza de hoyo
Intermedio • •
Inestabilidad mecánica de hoyo Limpieza de hoyo
Producción
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• • • •
Daño a la formación Pegas diferenciales Arremetidas Alta temperatura y gas agrio Fluidos de Perforación
Acciones Tomadas Superficie / Intermedio
Racionalización de Fluidos de Perforación
Área / Hoyo
Superficie: Aguagel Intermedio: Base Aceite (Pozos Profundos- Lutitas React.) Base Agua (Pozos Someros)
Geomecánica
Densidad
Ventana Operacional
Estabilidad de Hoyo
Propiedades Reológicas
Limpieza Trayectoria de Pozo
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Acciones Tomadas Producción
Compatibilidad de fluidos
Interacción Fase Continua Lodo- Roca - Formación
Mínimo sobre balance hacia formación
Fluidos sin sólidos
FLUIDOS “DRILL IN” PDVSA Exploración y Producción
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Prevención de la invasión hacia la formación
Productividad del Pozo Q=
Hoyo Productor
• • •
Baja permeabilidad natural
Influencia del “skin factor (S)” en la producción
Baja presión del yacimiento
Area de drenaje reducida
6000
Ubicación del pozo en el área de drenaje
5000
Espesor pequeño de la arena
Pwf (psi)
• • • •
0.00707 Kh ( PE - Pw ) r m Bo Ln e + S rw
4000 3000
Alta viscosidad del crudo
2000
Daño a la formación
1000
S=50
S=10
S=5
400
600
S=0
BPD
0 0
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200
800
1000 1200
Fluidos de Perforación
Acciones Tomadas Prevención de la invasión hacia la formación MECANISMOS DE DAÑO ASOCIADOS AL FLUIDO: •INTERACCIÓN FILTRADO SÓLIDOS FINOS EN EL ESPACIO POROSO. (EXPANSIÓN O MIGRACIÓN DE MATERIALES ARCILLOSOS )
ROCA DEL YACIMIENTO. ( VARIACIÓN DE LA HUMECTABILIDAD DE LA ROCA )
FLUIDOS DE FORMACIÓN. ( FORMACIÓN DE EMULSIONES O INCOMPATIBILIDAD DE FLUIDOS)
•TAPONAMIENTO DEL ESPACIO POROSO POR MATERIALES COLOIDES. ( INVASIÓN DE PARTÍCULAS SÓLIDAS )
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Fluidos de Perforación
Acciones Tomadas Prevención de la invasión hacia la formación TIPOS DE FLUIDOS DRILL IN:
***FLUIDOS BASE ACEITE CON PARTÍCULAS SELLANTES*** •FLUIDOS BASE AGUA CON PARTÍCULAS SELLANTES •VISCOELÁSTICOS CON FORMIATOS Y CaCO3 (ALTO COSTO, IMPACTO AMBIENTAL Na, K )
•FLUIDOS BASE AGUA SALINOS. ( LIMITACIÓN DE DENSIDAD )
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Acciones Tomadas Prevención de la invasión hacia la formación
Fundamentos técnicos • Creación de una barrera en la cara del pozo
Minimizar invasión de Sólidos y líquidos
Factores críticos: • • • •
Rapidez de formación Espesor de la barrera Estabilidad química Estabilidad mecánica
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Acciones Tomadas Prevención de la invasión hacia la formación DISEÑO: •DIÁMETRO PROMEDIO DE POROS Y GARGANTA DE POROS. •SELECCIÓN DEL CaCO3 ( GRANULOMETRÍA, MODA ) •PRUEBAS DE CAPACIDAD DE SELLADO ( PPT ) Y RETORNO DE PERMEABILIDAD. •DEFINICIÓN DEL MODELO TEÓRICO DE DISTRIBUCIÓN DE TAMAÑO DE PARTÍCULAS.
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Acciones Tomadas Prevención de la invasión hacia la formación PREPARACIÓN Y MANTENIMIENTO: •PREPARACIÓN DEL VOLUMEN DE LODO BASE DENSIFICADO.
•PRUEBAS DE DISTRIBUCIÓN DE TAMAÑO DE PARTÍCULAS : AL FLUIDO BASE AL FLUIDO BASE DENSIFICADO AL FLUIDO DENSIFICADO CON MATERIAL PUENTEANTE
•AJUSTES DE ACUERDO AL MODELO TEÓRICO. •MANTENIMIENTO AL FLUIDO. COMPENSACIÓN POR PÉRDIDAS Y EFECTO DE TRICCIÓN (ANALIZADORES DE DISTRIBUCIÓN DE TAMAÑO DE PARTÍCULAS )
UTILIZACIÓN DE CENTRÍFUGAS DE DECANTACIÓN PDVSA Exploración y Producción
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Acciones Tomadas Prevención de la invasión hacia la formación EFECTO DE ATRICCIÓN: LA ATRICCIÓN ES FUNCIÓN DE LA DUREZA DEL MATERIAL PUENTEANTE. PARA MINIMIZAR ESTE EFECTO SE SUSTITUYÓ: Carbonato tipo cálcico por Dolomítico ( mayor dureza Mosh)
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Acciones Tomadas Prevención de la invasión hacia la formación ACCIONES EN PROGRESO: •INTEGRACIÓN DEL EQUIPO CONFORMADO: MESA DE TRABAJO-COMUNIDAD-INTEVEP-EMPRESAS •MAPA POR CAMPO DE TAMAÑO GARGANTA PORAL •REVISIÓN PRINCIPIO DRILL IN PARA POZOS INYECTORES •EVALUACIÓN DE LAS ESPECIFICACIONES DEL Carbonato tipo Dolomítico)
•DESARROLLO DE UNA TESIS PARA REVISAR LA TECNOLOGÍA Y LOS RESULTADOS.
PDVSA
•ESTUDIO EN NÚCLEOS TOMADOS CON DRILL IN •BUILD UP •INVASIÓN •REGISTROS RFT
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Fluidos de Perforación
Acciones Tomadas Experiencias en Diseño de fluidos para Zona Productora Diagnóstico
Plan de construcción del pozo
• Daños a la formación • Mesa de trabajo para diseño del nuevo pozo • Diseño de fluido con INTECARB • Optimización de diseño pozo inclinado: estabilidad/diseño mecánico
Agente Sellante: Carbonato de Calcio (INTECARB™: Origen Dolomítico >98% Granulometría controlada) PDVSA Exploración y Producción
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Areas de Atención • Yacimientos Profundos AP-AT
• Yacimientos Agotados (Someros/Medios) • Yacimientos Naturalmente Fracturados • Baja Productividad • Ecosistemas Sensibles PDVSA Exploración y Producción
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Necesidades Tecnológicas Yacimientos Agotados
Yacimientos Profundos
Yacimientos Nat. Fracturados CO2 - H2S
Alta presión Alta Temperatura Lutitas Intercaladas Arenas no consolidadas
Lutitas Masivas Mínimo Daño a la Formación Requisitos de la Hidráulica (Operacionales) Restricciones Ambientales PDVSA Exploración y Producción
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Propuestas y Retos Tecnológicos Yacimientos Profundos - Alta Presión Hoyo Productor
Fluidos con sólidos de granulometría diseñada en función de la morfología de poro, para formar un sello y evitar la invasión de filtrado y sólidos finos
Salinos Carbonato Carbonato/barita PDVSA Exploración y Producción
Carbonato/Orimatita® Formiatos
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Propuestas y Retos Tecnológicos Yacimientos Profundos - Baja Presión Hoyo Intermedio
Fluidos de Baja Densidad, Inhibitorios, no invasivos, con la hidráulica apropiada para ser usados con coiled tubing y bajo balance
Espumas Aireados Microesferas de vidrio Emulsiones O/W Microburbujas 100% Aceite sin sólidos 1
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2
3
4 5 Densidad (lpg)
6
7
8
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Propuestas y Retos Tecnológicos TECNOLOGÍA DE MICROBURBUJAS MECANISMO DE “PUENTEO”
Los Afrones forman un “Puente de burbujas” en las aberturas de la formación, previniendo ó reduciendo la invasión de fluido hacia la zona productora
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FLUIDO MICROBURBUJAS
•
UN SISTEMA DE LODO BASE AGUA.
•
NO REQUIERE DE COMPRESORES DE AIRE, NITROGENO CRIOGENICO O DE MEMBRANA PARA REDUCIR LA DENSIDAD.
•
UN SISTEMA QUE SIRVE PARA CONTROLAR PÉRDIDAS DE CIRCULACIÓN E INVASION A LA FORMACÍON.
•
UTILIZA EL MÉTODO DE “PUENTEO CON MICROBURBUJAS”.
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MUESTRA DE FLUIDO MICROBURBUJAS ( AMPLIFICACIÓN DE 40 X )
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FORMULACIÓN DEL FLUIDO DE MICROBURBUJAS
CONCENTRACIÓN GO DEVIL I
5 lbs / barril
Viscosificante
ACTIGUARD
0,1 % V/V
Inhibidor de lutitas
ACTIVADOR I
5 lbs / barril
Est. Térmico/control de filtrado
ACTIVADOR II
0.5 lbs / barril
Estabilizador térmico/PH
BLUE STREAK
1.0 lbs / barril
Generador de Aphron
X – CIDE P
0.05 lbs / barril
Bactericida
Costo por Barril $ / Barril Bs. / Barril 115.55
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67.021.41
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Propuestas y Retos Tecnológicos Yacimientos Naturalmente Fracturados Hoyo Productor
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Fluidos con reología dilatante que al conseguir las fracturas aumentan su viscosidad y las sellan de manera reversible Fluidos para perforación bajo balance
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Tendencias en Nuevas Tecnologías • Fluidos Base Agua • Alta Presión/Alta Temperatura / Gases Agrios • Fluidos con revoques autolimpiantes • Formación de Revoques con geles • Fluidos Electroreológicos Dilatante
/
Reología
• Fluido de aceite y sal micronizada como material puenteante, de baja densidad PDVSA Exploración y Producción
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Evaluaciones Ambientales de Fluidos de Perforación Fluidos ambientalmente seguros No tóxicos y Biodegradables Menor impacto ambiental de los desechos(aceites minerales y vegetales) Perforación ambientalmente segura
Planes de Manejo de Residuos Segregación y minimización de residuos (reciclaje/reuso) Implantación de buenas prácticas (localizaciones secas, optimización de las eficiencias de ecs, etc) Opciones tecnológicas para tratamiento de desechos ( bio-remediación, desorción térmica, inyección) Disminución de costo Menos requerimiento de materia prima PDVSA Exploración y Producción
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Localización Tradicional
DISPOSICION DE RIPIOS Y EFLUENTES DE UNA FORMA AMBIENTALMENTE SEGURA CUMPLIMIENTO A LAS NORMAS AMBIENTALES VIGENTES
FORTALECIMIENTO DE LA IMAGEN CORPORATIVA PDVSA Exploración y Producción
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PROCESAMIENTO DE RESIDUOS SÓLIDOS LANDSPREADING • Ripios base agua • Aceites y Grasas < 1%
Caracterización • • • • • •
pH conductividad aceites y grasas salinidad metales y lixiviados PDVSA Exploración y Producción
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Tratamiento y Disposición de Ripios COMPOSTING • Ripios Base Aceite • Aceites y Grasas < 1%
Caracterización • • • • • •
pH conductividad aceites y grasas salinidad metales lixiviados PDVSA Exploración y Producción
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Mensaje Final Selección de Fluidos de Perforación
Productividad
Ambiente
Proceso de Construcción de Pozos
Eficiencia Operacional
El gran reto es encontrar el balance correcto entre estos factores PDVSA Exploración y Producción
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