Control De Solidos

2.1 PRODUCCIÓN DE ARENA

En formaciones altamente no consolidadas, la producción de los fluidos de formación estará vinculada a la producción de arena. En algunos casos pueden producirse pequeñas cantidades de arena (menor a 25 ppm) sin que ello conduzca a efectos adversos significativos. Sin embargo en la mayoría de los casos la producción de esta se traduce en afectación drástica de los regímenes de producción, daño los equipos de fondo y de las instalaciones de superficie.

A nivel de escala de grano las fallas producidas durante la explotación, pueden provocar problemas de estabilidad del pozo, colapso de la tubería de revestimiento, reducción de la producción y en casos extremos la pérdida del pozo.

2.2 CAUSAS DE LA PRODUCCIÓN DE ARENA

Las condiciones que pueden generar la producción de arena se determinan con base en los factores que describen la naturaleza del material de la formación como las fuerzas que ocasionan la falla en la estructura de la misma, la cantidad y el tipo de material cementante que mantiene la cohesión de los granos, las fuerzas de fricción existentes entre los granos, la presión del fluido en los poros de la roca y las fuerzas de presión capilar.

El factor crítico para evaluar el riesgo de la producción de arena consiste en definir si la producción de partículas que soportan la carga puede mantenerse por debajo de un nivel aceptable logrando la producción del pozo deseada. Los factores que inciden en la tendencia de un pozo a producir arena son.

2.2.1 Grado de consolidación de la formación. La capacidad de mantener túneles de perforación abiertos está ligada estrechamente al nivel de cohesión entre los granos de arena. La cementación de las areniscas es un proceso geológico por tanto los sedimentos más antiguos son más consolidados que los más recientes, es por ello que cuando se tienen formaciones sedimentarias terciarias las cuales son superficiales y geológicamente jóvenes se tendrán problemas de arenamiento.

Al tener poco material cementante son llamadas areniscas poco consolidadas, este tipo de areniscas suele tener una resistencia a la compresión inferior a 1000 libras por pulgada cuadrada. 49

2.2.2 Reducción en la presión de poro. La presión en el yacimiento soporta parte del peso de las capas superiores a este. A medida que se agota la presión del yacimiento, parte del soporte que esta ha dado a las capas superiores se pierde. Esta disminución de la presión genera una cantidad creciente de esfuerzo en la arena, causando que los granos de arena se separen de la matriz o se trituren generando finos al producir los fluidos del pozo.

2.2.3 Tasa de producción. La producción de los fluidos del yacimiento crea un diferencial de presión y fuerzas de arrastre por fricción, que combinadas pueden superar la resistencia a la compresión de la formación. “Esto indica que existe una tasa de flujo crítico, por debajo de la cual las fuerzas de arrastre y presión no superan la resistencia a la compresión de la formación evitando la producción de arena. En numerosos casos esta tasa se encuentra muy por debajo de la tasa de producción aceptable para el pozo”9.

9 CAICEDO VARGAS, Gloria Carolina y CARDONA PAZMIÑO Luis Eduardo. Evaluación de la aplicación de los empaquetamientos con grava en el Bloque Cravoviejo de la Cuenca de los Llanos Orientales. Trabajo de grado Ingeniera de Petróleos. Bogotá D.C. 2011. p 90.

2.2.4 Viscosidad de los fluidos del yacimiento. Las fuerzas de arrastre por fricción ejercida sobre los granos de arena son creadas por el flujo de los fluidos del yacimiento y la viscosidad del fluido que se está produciendo. Estas fuerzas son mayores en el caso de fluidos de elevada viscosidad. La influencia del arrastre por viscosidad induce la producción de arena en yacimientos de crudos pesados de baja gravedad y alta viscosidad incluso a bajas velocidades de flujo.

2.2.5 Aumento en la producción de agua. La producción de arena podría incrementarse o iniciarse cuando comienza la producción de agua o aumente el corte de esta. Esto se debe a dos razones, la primera es que para una formación de arenas mojada por agua, las fuerzas de cohesión entre los granos se derivan de la tensión superficial del agua que rodea cada grano de arena. Al inicio de la producción de agua, el agua de formación tiende a adherirse al agua producida, resultando en una reducción de las fuerzas de tensión superficial y por ende la cohesión intergranular.

La segunda razón está relacionada con los efectos de la permeabilidad relativa debido a que a medida que aumenta el corte de agua, la permeabilidad relativa al petróleo disminuye, requiriendo un diferencial de presión mayor

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