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Estimulacion y daño de formacion
 

Estimulacion y daño de formacion

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    Estimulacion y daño de formacion Estimulacion y daño de formacion Presentation Transcript

    • Generalidades de la Estimulación y Daño de Formación Integrantes: Fabio Esteban Muñoz Oscar Fernando Clavijo Christiam David Ibañez Miguel Naranjo Johanna Diaz
    • ¿Qué es la Estimulación? Estos tratamientos tienen por objetoSon procesos que abarcan una serie de eliminar el daño a la formación y restaurar latécnicas en la producción y/o extracción de capacidad natural de producción del pozohidrocarburos que son necesarias para mediante el cual se restituye o se crea unaplicar en la formación para combatir los sistema extensivo de canales en la rocatipos de daños ó problemas que se productora de un yacimiento para facilitar elpresentan en un pozo flujo desde la roca al pozo o desde el pozo a la roca de ser necesarioBásicamente consiste en la inyección de un Si la inyección de tratamiento se realiza afluido que tiene como finalidad tanto para tasas y presiones inferiores a los necesariospozos inyectores como productores de para vencer la resistencia mecánica de laincrementar la producción de hidrocarburos roca, entonces se trata de una estimulacióny/o la inyección de fluidos tales como agua, matricial. De lo contrario correspondería agas o vapor para procesos de recuperación una estimulación por fractura miento.secundaria y mejorada,
    • En la actualidad hay muy pocos registros deque a algún pozo no haya sido estimulado dealguna forma.La estimulación ayuda a disolver o dispersarmateriales que perjudican una producciónnormal teórica.En pozos productores aumenta la rata deproducción y en inyectores la producciónefectiva.Se puede Aplicar para cualquier tipo deyacimiento y para todo tipo de pozo, esto se dadependiendo exclusivamente de un buenaevaluación de campo
    • Reseña HistóricaLa estimulación es una delas técnicas mas antiguasconocida en la industriade hidrocarburos en A continuación secuanto a procesos de muestra una breve reseñamejorar la producción de la estimulación Este tipo de técnicas se empleo a comienzos del siglo XX cuyos avances se emplearon en EEUU.
    • Historia de la Estimulación Fuente: Schlumberger
    • Reseña HistóricaDespués de los primeros procesosque se realizaron de estimulación a los tratamientos en las areniscas simediados del siglo XX, se tardaron algo más en llevarse adetuvieron por casi 30 años por un cabo ya que el HCL no reaccionabaproblema muy importante que fue como debía ser en las areniscas yael aumento de la corrosión de la que provocaba efectos secundariosTubería de Revestimiento por el (taponamientos indeseados) estouso de los ácidos empleado en la se pudo corregir hacia 1940 con laestimulación combinación de HCL La acidificación en yacimientos de calizas resurgió en 1931 con el descubrimiento de que el arsénico inhibía la acción corrosiva del HCL en las tuberías
    • ¿Porque se debe llevar a cabo una estimulación?Se debe mencionar que entre los más importantes desarrollos tecnológicos de la industria petrolera se encuentran laestimulación de pozos, por lo cual no debería existir pozo en el mundo en el cual no se haya llevado a cabo uno o másde estos procesos.La estimulación se lleva a cabo donde ha ocurrido un daño en la formación, tales posibles causas de daño en laformación expondrán más adelantePermite mejorar la producción de aceite y gas, de esta forma permite incrementar las reservas recuperables y asíproducir económicamente una buena reserva de hidrocarburo a través de esta técnica.Ha permitido a través de las experiencias de campo el desarrollo de materiales y equipos que permiten aplicar estatécnica a diferentes tipos de pozos, aunque todavía en la actualidad representa un verdadero reto para seguirmejorando los segmentos de esta técnica que aun no ha sido desarrollada totalmente.Y por ultimo lo mas importante ayuda a aumentar la baja permeabilidad natural del yacimiento
    • Parámetros para Tener en Cuenta Antes de Hacer una EstimulaciónSe debe tener claro cuáles son las posibles causas de una baja producción elcual puede ser debido a problemas mecánicos los cuales requieren de untipo diferente de tratamiento al de la estimulación. Estos parámetrosmecánicos típicos de una completación a tener en cuenta son los siguientes: Fuente: Schlumberger
    • Parámetros para una EstimulaciónCon base en lo anterior y resolviendo los posibles problemas mecánicos, y si la bajaproducción persiste entonces se hace un estudio con la posibilidad de aplicar unaestimulación, existen unos parámetros los cuales nos ayudan a determinar si se debe o nollevar a cabo una estimulación, los cuales se muestran en el siguiente diagrama de flujoteniendo en cuenta que ya se ha descartado un daño mecánico.Después de llevar a cabo pruebas de presión transitoria o cálculos de teóricos de las ratasde flujo se tiene
    • Como se Debe llevar a Cabo un Proceso de Estimulación Fuente: Schlumberger
    • Por ultimo cabe mencionar que Paracada tipo de pozo antes de realizar laestimulación se debe llevar a cabo una“Regla de Oro” que consiste en que laestimulación matricial se debe llevar acabo en pozos con una productividadreal menor al 75% teórico calculado
    • 3. GENERALIDADES DEL DAÑO DE FORMACIÓNQué es daño de formación?Es la reducción en la capacidad de caudal de un yacimiento, ocasionado por ladisminución de permeabilidad de la formación.Comprende la interacción entre la formación, partículas externas, y fluidosacompañados de deformaciones mecánicas y fenómenos hidrodinámicos,térmicos, biológicos, químicos y fisicoquímicos.Por tanto, evaluar , controlar y mitigar el daño de la formación son unos de losfactores mas importantes a tener en cuenta para la explotación eficiente dehidrocarburos.
    • 3. GENERALIDADES DEL DAÑO DE FORMACIÓNOperaciones efectuadas en los pozos. Ingreso de agentes externos. Modificación de lapermeabilidad de la formación. Caídas de presión. Disminución del caudal de producción
    • 3. GENERALIDADES DEL DAÑO DE FORMACIÓN Técnicas de estimulación. Incrementar la permeabilidad de la zona afectadaSi ΔP>0 entonces Kskin<KSi ΔP<0 entonces Kskin>KSi ΔP=0 entonces K=Kskin Disminución de la pérdida de presión.
    • 3. GENERALIDADES DEL DAÑO DE FORMACIÓN El valor del daño de la formación (s), permite relacionar la permeabilidad de las zonas (afectada y virgen) s>0 existe daño de formación. s<0 la zona ha sido estimulada s=0 no hay alteración de la zona s>0 existe daño de formación. s<0 la zona ha sido estimulada s=0 no hay alteración de la zona Determinar el caudal de petróleo extraíble bajos condiciones de operación presentes
    • Factores que contribuyen al daño de la formación• Diferenciales de presión muy altos.• Incompatibilidad de los fluidos utilizados en las operaciones (cantidad de sólidos presentes).• Invasión de partículas.
    • Daños causados por migración de finos.• causan un taponamiento severo y una disminución en la permeabilidad del medio poroso en la región cercana al pozo.
    • Precipitación inorgánica• Causado por incompatibilidad de fluidos, producción de agua o cambios rápidos en temperatura o presión. Carbonato de calcio. Sulfato de calcio. Sulfato de bario. Carbonato de hierro. Oxido férrico . sulfato de estroncio.
    • Precipitación orgánica• Partículas ya presentes en el crudo y se precipitarán bajo cambios rápidos de temperatura o presión. Asfáltenos Parafinas Ceras
    • Bloqueo por emulsionesEmulsiones Perforación Cementación Completamiento Estimulación reacondicionamiento Emulsiones de alta viscosidad Ocupa el espacio porosoInteracción Obstrucción de hidrocarburo formación
    • Bloqueo por agua Disminuye la Aumenta la permeabilidad Obstruye elInvasión de saturación relativa “local” paso de los agua “local” de al hidrocarburos agua hidrocarburo
    • Alteración de mojabilidad• La pérdida de tensioactivos en los fluidos de perforación y terminación, inhibidores de la corrosión y dispersantes en los fluidos de estimulación, el uso de resinas para el control de arena puede provocar cambios en la mojabilidad de la región cercana al pozo.
    • Daños de origen biológico• En algunos pozos que reciben inyección de agua, son susceptibles al daño causado por bacterias en la zona cercana al pozo.• Las bacterias especialmente las anaerobias, pueden multiplicarse muy rápido en el yacimiento tapando los espacios porosos con ellas mismos o con precipitados que resultan de procesos biológicos.
    • Daño de formación inducida por perforación• El objetivos de los fluidos son garantizar la seguridad de las perforaciones y operaciones que se llevan a cabo en el pozo, así mismo maximizar las tasas de operación. Invasión de sólidos Invasión de filtrados
    • Invasión de sólidos• Las partículas de sólidos se depositan en los espacios porosos de la formación e impiden el paso de los hidrocarburos. Si el diámetro de la partícula es mayor de 1/3 del diámetro de los poros estas formaran un revoque externo sobre la cara de la formación. Si el tamaño de la partícula esta entre 1/3 y 1/10 se dice q se formara un revoque interno. Si las partículas son menores de 1/10 habrá invasión profunda.
    • Invasión de filtrados• Este puede ocurrir en tres eventos, bajo la broca, cuando se esta recirculando o cuando esta estático. propiedades físicas y químicas Tiempo de circulación y en el que el fluido permanece estático. Propiedades de la roca , porosidad permeabilidad y fracturas. Diámetro del hueco. La velocidad anular.
    • Daños producidos por la cementación• Dependiendo de la composición especifica del cemento y su pH, el filtrado puede ser sobresaturado con carbonato de calcio y sulfato de calcio. Como el filtrado de cemento invade la formación y reacciona con los minerales de formación. Se produce un rápido cambio de PH lo cual provoca un taponamiento por los minerales de formación. Este rápido cambio en el pH puede resultar en la formación de precipitados inorgánicos como carbonato de calcio y sulfato de calcio.
    • Daño por terminación pozo• Fluidos que siempre contienen algunos sólidos, incluyendo productos de corrosión, las bacterias y los desechos de la perforación de pozo y tanques de la superficie. La densidad de la salmuera se mantiene lo suficientemente grande como para que la presión del agujero inferior supera la presión del reservorio por un margen de seguridad (normalmente de 300 a 600 psi). Cantidades importantes de sólidos pueden ser empujados en la formación, resultando en una pérdida de permeabilidad en la región de agujero cerca del pozo.
    • Daño durante el cañoneo• El efecto del disparo sobre la matriz de la roca reduce la permeabilidad ,como también el colapso por los esfuerzos .
    • Daños durante el fractura miento hidráulico• Puede existir daño por invasión de filtrado en la fractura, reducción de permeabilidad, bloqueo por geles y emulsiones , precipitaciones asfáltenos y taponamiento por partículas solidas.
    • Control y remediación de los daños a la formación son temas importantes que deben resolverse para la explotación eficiente de los reservorios de petróleo y la gestión de costos. Recetas que funcionan para ciertos casos, nonecesariamente tiene que funcionar para otros.Se señala que daños a la formación es a menudo pasado por alto debido a la ignorancia y laapatía. En muchos casos, los ingenieros no están muy preocupados con el daño de la formación debido a la creencia de que puede ser eludidasmás adelante, simplemente por acidificación y / o fracturación hidráulica. El diseño de ciertos productos químicos y / o procedimientos para el control de daños y larehabilitación es una ciencia, así como un arte.
    • Debido a que el daño de formación suele ser irreversible, La prevención del daño debe ser rentable, pero Es mejor evitar el daño requiere de una mayorde la formación en lugar comprensión de la física de tratar con él, más de los procesos, así adelante en el uso de como uso de técnicas de procedimientos predicción y decostosos y complicados. "¿Es más rentable funcionamiento. prevenir el daño de formación o pasar por alto esto?" La clave para la Evitar el daño limpieza de la puede ser una formación de los alternativa daños es la atractiva a la comprensión de solución del lo que ha daños". causado el daño.
    • 1. Desde el punto de vista de revisiónDe operaciones previas en el pozo afectado Operaciones subsecuentes Análisis de la de reparación, cementación de limpieza, la tubería de estimulación. Manifestaciones revestimiento. de los fluidos del yacimiento. Tipo y características del fluido de perforación, Condiciones así como sus en que se perdidas. perforo la zona de producción.
    • Análisis de las pruebas Todo lo anterior debe compararsede formacióny producción. Con el comportamiento de pozos vecinos. Curvas de variación de presión. Análisis del comportamiento de producción y cuantificación del daño. Análisis Nodal. Análisis de laboratorio
    • La causa principal de la invasión del filtrado y sólidos del fluido de perforación hacialos yacimientos es la presión diferencial o sobrebalance de la columna hidrostática del fluido en contra de la presión del yacimiento.
    • Minimizar invasión del Disponer de núcleos de filtrado • Prever las reacciones la formación químicas que surgirían• Registros de presiones entre el filtrado y la estáticas • Usar lodos que • Se realizan pruebas de formación• Diseñar los fluidos de construyan un flujo para hallar la revoque impermeable • Conocer el efecto de perforación reducción de la K rápidamente y pueda los aditivos del lodo debido a la invasión ser removido por la P en el medio poroso. del lodo y sólidos. Base de datos del yto al fluir el pozo. Caracterización actualizada del mineralógica de la roca yacimiento yacimiento (Agua, Oíl,) Aditivos Perdida de del lodo lodo en como fracturas Bombeo a tasas Uso de emulsion muy elevadas, un es desemulsificantes gran volumen de viscosas o solventes gel viscoso o agua con dispersante .para conducir el Tratamientos lodo y lejos en la ácidos formación
    • Detrás de un lavador químico se YAC-1 bombea un espaciador el cual separa físicamente el cemento del lodo. YAC-2 Para facilitar laremoción de lodoy del revoque, se bombea lavadores químicos por delante del cemento. Evitar al mínimo la perdida de DAÑO A LA filtrado por medio de aditivos FORMACIÓN (ocasiona desestabilización de arcillas, migración partículas finas)
    • INVASIÓN DE FILTRADO Y PARTÍCULAS QUE INFLUYEN CAÑONEO SÓLIDOS • Fuente principal de daño de • Usar control de filtración • Invaden: menos de 1/6 del formación • Limpiezas en el transporte, tamaño del poro. • Se debe cañonear donde el ∆P tanques, mangueras, tubería, sea a favor del yto , para permitir etc. • Atrapados: 1/6 y 1/2 tamaño del que el flujo limpie el túnel,• Compatibilidad del fluido con el poro (revoque interno dañino) residuos y la zona desintegrada de la formación (evitar de la perforación. • No pasan: mayor a 1/2 diámetro precipitados) • Evitar que el fluido que invada no• Asegurar que el yto sea capaz de del poro(revoque externo) causa mayor daño a la expulsar este fluido( min σ) formación. • Usar surfactantes para bajar Este fluido de completamiento generalmente esta (min σ) compuesto de salmueras en alta concentración de sales (Na, Ca, Zn, Mg) Contienen polímeros para sostener sólidos, inhibidores de corrosión
    • Tener presente evitar agravar el daño, debe ser correctamente Incompatibilidad De este modo se del acido con el diagnosticado (conocer crudo (mezcla de garantiza la solventes, remoción del aromáticos, y composiciones de fluidos en yto) volumen que se surfactantes). vaya a tratar (evitando contacto y diseñar el mejor modo para el acido-crudo) ( mezcla min σ). Prevención adicionar al acido uso de estos compuestos (estos estabilizadores o acomplejantes de ácidos pueden formar hierro(acido cítrico, EDTA, NTA) evita deposito de precipitados). hierro en la formación. Empleado para remediar daños,causados por fenómenos interfaciales, bloqueos, , intervalos perforados obturados , emulsiones etc.
    • Adicionar aditivos para controlar las arcillas (KCL) y unsurfactante (min σ). Controlar el agua ausar para el fluido defracturamiento, debe ser filtrada y almacenada en las mejores condiciones (Incrustaciones,sólidos suspendidos) Adicionar aditivos necesarios paraasegurar la rupturadel gel después de finalizado el fracturamiento.
    • Producción de arena Lograr que las parafinas se depositen fuera Control en la taza del pozo. de producción (aislantes térmicos (Disminuirla) en el anular) conservar T para evitar perdida de solubilidad. Empaques con grava (rejillas) Control en Consolidación Asfáltenos son depósitos Remoción de la química (resinas) sensibles a la orgánicos parafinas: Elementos (afecta K)declinación de la P mecánicos (uso de métodos (cortadores),Uso de para que la Pwf aceites calientes, agua Uso de caliente (daño desea alta retrasaría formación), estabilizadoresesa precipitación) Disolventes, vapor (tratamientos (Inyección de (pueden volver a químicos) disolventes) cristalizar)
    • DIAGNOSTICO Y EVALUACION DEL DAÑO A LA FORMACIONExisten muchos motivos por los cuales un pozo no aporta la producción que seespera de el o declina su producción con el tiempo. Por esto es importante hacerun estudio, ya que puede atribuirse la baja productividad de un pozo de un daño ala formación.
    • Si un pozo tiene daño es necesario evaluarlo y diagnosticarlo para así reducir ominimizar sus efectos nocivos en la producción. Existen varios métodos paradiagnosticar el daño a la formación entre ellos están:•Pruebas de restauración de presión con tubería de perforación•Registros de resistividad•Revisión histórica de perforación, terminación, y reparación del pozo•Análisis de estimulaciones previas•Comparación con pozos vecinos•Análisis de pruebas de presión•Análisis nodal•Registros de producción•Pruebas y analisis de núcleos
    • Prueba DSTUna prueba DST puede dar indicación de la presencia de daño cuandorestaura rápidamente la presión en un periodo de cierre, y hay grandiferencia entre la presión de flujo inicial y la final en poco tiempo,indicando que hay transmisibilidad de la presión pero muy poca al flujo, locual puede deberse a la obstrucción del caudal.
    • Registros de resistividadLa combinación de un registro dual de inducción y el latero log pueden daridea de la profundidad de la invasión de los fluidos hacia la formación.Tomando en cuenta el registro de calibre del hoyo para hallar el espesorde revoque en las zonas permeables.
    • Revisión histórica de perforación, terminación, y reparación del pozoSon un paso critico del proceso de diagnostico del daño a la formación, yaque es durante estas operaciones que la mayoría de los daños sondetectados. Donde se debe tener en cuenta:•El historial del día a día de la perforación detectando los aditivos del lodo•La detección de pegamientos de tubería, perdida de circulación, fallas defuncionamiento del equipo de control de sólidos y cambios en las tasas depenetración•El tipo de fluido presente durante el cañoneo•El método de cañoneo (penetración de los disparos)•El niel de filtración de los fluidos•Es importante ver los cambios en la curva de producción que esténasociados a eventos de reparación o estimulación del pozo ya que es elmejor indicio del proceso q genero el daño
    • Historial de producción
    • Comparación con pozos vecinosLa superposición de curvas del historial de producción entre pozos vecinos delmismo yacimiento podrá dar una indicación del comportamiento irregular dealguno de ellos.
    • Análisis de estimulaciones previasSe realizan dichos análisis para determinar si se ha tratado de eliminarun tipo de daño en un yacimiento, evaluando la efectividad de lasestimulaciones realizadas y en caso de fracasos determinar si se handañado, mas los pozos para así poder realizar mejores diseños deestimulación. Análisis nodalEl estudio del análisis nodal de pozo sirve para determinar el diseñocorrecto de tuberías, estranguladores, equipo de levantamientoartificial por gas y líneas de flujo.Para lograr esto lo que interesa es que la caída de presión en elyacimiento sea mínima para lograr la máxima presión de fondofluyente para levantar los fluidos producidos.
    • REGISTROS DE PRODUCCIÓNEl objetivo principal de los registros de producción es el análisis del sistemade movimiento de los fluidos, definiendo sistema como el tipo de régimende flujo en el pozo.El Registro de Producción es un método que mide y registra el flujo defluidos, o el efecto del flujo de fluidos, al colocar los instrumentos demedición a varias profundidades en una producción o inyección de pozo.
    • Pruebas y análisis de núcleosSe realizan pruebas en núcleos extraídos del yacimiento con el fin dereproducir los fenómenos que han ocurrido en el yacimiento, permitiendodeterminar la existencia del daño, los mecanismos que lo provocan y lasposibles soluciones al mismo. Las técnicas empleadas son:•Análisis petrográfico•Análisis mineralógico•Pruebas de flujo a través de los núcleos•Análisis químico de los fluidos•Compatibilidad de los fluidos
    • Pruebas y análisis de núcleosAnálisis de rayos xMediante el Angulo de difracción de los rayos, pueden identificarse los mineralesque componen la muestra, siendo una técnica útil para diferenciar tipos de arcilla.Microscopia electrónicaPrueba útil para reconocer tipos de arcilla y observar su localización en los poros.En esta prueba se recubre la muestra ultra delgada de grafito y luego se observa enel microscopio electrónico de barrido, equipado detector de retrodispersado y derayos x.Microscopia óptica de secciones finaPermite el reconocimiento de la evolución diagenetica de la formaciónAnálisis de tamizadoEsta prueba muestra grandes cantidades de material, muy fino en las formacionescon alto contenido de arcillaCurvas de respuesta al acidoMuestra una curva de flujo de fluidos a través de un núcleo, para determinar elincremento de la permeabilidad al paso de de cada fluido
    • Lista de indicadores de dañoEn casos donde la información disponible de los pozos sea escasa existe unaserie de indicación que indican un daño a la formación:•La formación contiene arcillas hinchables o susceptibles de migración•El pozo fue perforado con lodo s alta perdida de filtrado o bajo control desalidos•El pozo produce pequeñas cantidades de agua a intervalos irregulares•El hoyo ha sido ampliado, pero la producción es baja•Declinación brusca de la producción•Buena presión de fondo pero poca producción
    • Lista de indicadores de daño•Declinación de la producción después de una cementación forzada•Producción de lodo o sólidos de lodo•Perdida de lodo o agua hacia la formación•Baja resistividad en os registros de producción pero sin producción deagua
    • METODOS DEESTIMULACION
    • • ESTIMULACION MATRICIAL QUIMICA• ESTIMULACION POR FRACTURAMIENTO ACIDO• ESTIMULACION POR FRACTURAMIENTO HIDRAULICO
    • ESTIMULACION MATRICIAL• INYECCION A TASAS Y PRESIONES INFERIORES• BUENA SELECCIÓN DE FLUIDOS DE TRATAMIENTO.• SU EFECTO SE LIMITA A REMOVER DAÑOS SOMEROS DE LA FORMACIÓN.
    • TIPOS DE ESTIMULACION MATRICIAL. REACTIVASESTIMULACION MATRICIAL QUIMICA NO REACTIVAS
    • ESTIMULACIÓN POR FRACTURAMIENTOACIDO.Se inyecta un fluido acido a una presión losuficientemente alta para sobrepasar laresistencia mecánica de la roca y estableceren ella una fractura o abrir una fracturapreexistente ocasionada en el momento delcañoneo.
    • ESTIMULACIÓN POR FRACTURAMIENTOHIDRÁULICO.Se inyecta un fluido viscoso a una presión losuficientemente alta para sobrepasar laresistencia mecánica de la roca y establecer enella una fractura o abrir una fractura preexistenteocasionada en el momento del cañoneo.El fluido inyectado casi siempre es salmuera por economía. Se adiciona además, un elemento de empaque para incrementar la conductividad de la formación y así generar mayor producción
    • CONCLUSIONES• Se puede evidenciar la importancia de la estimulación y daño de formación• Identificamos los daños presentes en la formación así como los tipos y su respectiva remoción
    • GRACIAS!!!!