Fracturaiento Y Control De Arena

SEMINARIO DE OPERACIONES DE SUBSUELO Y MANTENIMIENTO DE LA PRODUCIÓN

Instructor:

FERNANDO BECERRA SALAMANCA

INGENIERO DE PETROLEOS

Bogotá, septiembre de 2.011

CONTENIDO DE TEMAS

Modulo 1: YACIMIENTOS Y ROCAS PRODUCTORAS - 8 horas

1. Yacimientos de Petróleos y rocas productoras.

2. Características primarias de las rocas.

3. Clasificación de los Yacimientos.

4. Yacimientos por empuje de agua

5. Yacimientos por empuje de capa de gas y gas en solución

6. Otros mecanismos de empuje.

7. Flujo natural

8. Levantamiento artificial.

9. Problemas de producción de los pozos

Módulo 2 - OPERACIONES DE PRODUCCIÓN – 8 horas

2.1. Problemas de producción de pozos

2.2. Razones de disminución de la rata de producción

2.3. Principales Daños de Formación.

2.4. Producción y control de agua

2.5. Control de arena

• Causas básicas de la producción de arena

• Prácticas para el control de arena

• Principios básicos para el control de arena

• Empaquetamiento con grava

• Trabajos de limpieza en pozos arenados.

2.6. Formación de parafina

2.7. Taponamiento por sólidos

Módulo 3. DAÑOS DE FORMACION – 8 horas

3.1. Técnicas de identificación de daños de formación.

• Pruebas de formación

• Registros de Resistividad

• Historias de producción

• Análisis de comparación de pozos

• Análisis de núcleos

3.2. Estimulaciones ácidas.

3.3. Métodos de acidificación.

3.4. Tipos de ácidos

3.5 Selección de tratamientos con ácidos

3.6. Aditivos para acidificaciones. Operaciones de fracturamiento

3.7. Reacondicionamiento de pozos.

3.8. Fluidos de completamiento

• Diseño de trabajos

• Clases de reacondicionamientos

• Fluidos de reacondicionamiento.

• Planificación de las operaciones

• Servicios de asistencia técnica.

Conclusiones y plan de acción para mejorar la producción.

OPERACIONES DE SUBSUELO Y MANTENIMIENTO DE PRODUCCION

CAPITULO 1

1. Yacimientos de Petróleos y rocas productoras.

2. Características de las rocas y de los fluidos.

3. Clasificación de los Yacimientos.

4. Yacimientos por empuje de agua

5. Yacimientos por empuje de capa de gas

6. Yacimientos por empuje de gas en solución

7. Otros mecanismos de empuje.

8. Flujo natural y levantamiento artificial

9. Recuperación primaria y secundaria.

INTRODUCCION Y CONCEPTOS BASICOS

1. YACIMIENTO:

Un yacimiento petrolífero se define como un lecho rocoso con capacidad para almacenar o contener acumulaciones representativas de petróleo y gas.

El petróleo se encuentra atrapado en los espacios vacíos o poros de la roca almacenadora.

Una roca reservorio debe tener un espesor suficiente y ser porosa para permitir almacenar un volumen apreciable de hidrocarburos.

Para que en un yacimiento contenga acumulaciones de petróleo se deben presentar cuatro condiciones básicas:

• Roca almacenadora, porosa y permeable que permita que los fluidos almacenados en ella se puedan mover a través de dichos poros.

• Una roca impermeable que sirva de sello y evite que los fluidos se escapen a otros lugares.

• Yacimientos en forma de trampa, lo cual significa que las rocas impermeables se encuentran dispuestas para que los fluidos no se escapen hacia los lados.

• Rocas cuyo contenido orgánico se haya convertido en petróleo por efectos de presión y temperatura.

ROCAS PRODUCTIVAS:

El petróleo generalmente no está presente en volcanes, fumarolas u otras indicaciones de actividad profunda de la corteza terrestre. Los hidrocarburos que se han encontrado generalmente provienen de rocas sedimentarias adyacentes a otros tipos de rocas, bien sean de tipo metamórfico o ígneo.

Por consiguiente las rocas que contienen el petróleo o el gas son:

• Rocas sedimentarias clásticas (arenas y lutitas)

• Carbonatos: calizas y dolomitas.

Las capas subterráneas de la corteza terrestre que pueden contener petróleo acumulado se llaman formaciones y se pueden identificar por su edad, nombre y tipo de materiales que la conforman.

La cantidad de petróleo acumulado en estas rocas depende del espesor de cada estrato, de la extensión, de la permeabilidad y configuración de dicha roca, del volumen de fluidos entrampados y de la configuración de las rocas que sirven de sello al yacimiento.

2. CARACTERISTICAS PRIMARIAS DE LAS ROCAS

La permeabilidad es una medida de la facilidad con que los fluidos almacenados en una roca se pueden mover y salir a través de los canales interconectados de dicha roca.

La unidad de medida de la permeabilidad de una roca es el Darcy. Como ésta unidad es muy grande, generalmente la permeabilidad de una roca se expresa en milidarcys (md); o lo que es lo mismo, en milésimas de Darcy. Esta unidad representa el flujo por unidad de área por diferencial de presión, de acuerdo con la siguiente fórmula.

Fórmula de Darcy: Q = K x P x A / L.

La permeabilidad de una roca es un Darcy cuando 1 cm² de superficie de dicha roca deja pasar 1 cm³ de fluido de una viscosidad unitaria en un segundo bajo una presión diferencial de una atmósfera por cm²

El caudal de flujo aumenta a mayor presión sobre la cara de la roca, o cuando la viscosidad del fluido almacenado es menor. A mayor presión, mayor flujo, pero a mayor viscosidad, menor paso de fluido por el medio poroso.

Se debe diferenciar la permeabilidad relativa para cada fluido contenido en la roca.

De ésta forma se dice que existe permeabilidad relativa con relación al petróleo, al agua o al gas.

Las fracturas que se presentan en las rocas almacenadoras de petróleo pueden aumentar la permeabilidad de una formación.

La viscosidad de un fluido es una medida de la resistencia de dicho líquido a fluir por efecto de las fuerzas de fricción internas (cohesión y adhesión).

Factores para determinar la permeabilidad: forma y tamaño del yacimiento, propiedades de los fluidos, presión de los fluidos y cantidad de flujo.

SATURACION: La saturación en fluido de una roca es la relación de volumen de un fluido en los poros, con relación al volumen de los poros de la roca que lo contiene.

• La saturación de agua: es el % del espacio o volumen poroso de una roca ocupado por agua.

• La saturación del aceite: es el % del espacio poroso de una roca ocupado por el aceite.

• La saturación residual o irreducible: es la cantidad de fluido que no se puede extraer de las rocas.

PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS:

El petróleo es una mezcla de hidrocarburos, compuesto de cadenas de carbono e hidrógeno que generalmente se produce con algo de agua salada de la formación y con gas en solución y algunas impurezas, como arena, sulfatos de hierro y calcio.

Los fluidos almacenados en las rocas dependen de las relaciones de Presión, Volumen y Temperatura: “PVT”

• Factor volumétrico de formación:

• Relación gas - petróleo

• Viscosidad del petróleo.

Factor volumétrico: el petróleo en el yacimiento se encuentra con gas disuelto. El gas disuelto en el petróleo hace que el volumen ocupado por el mismo en el yacimiento no sea igual al que ocupa en la superficie. La relación entre el volumen del crudo ocupado a condiciones del yacimiento sobre el volumen en la superficie, se denomina factor volumétrico de formación.

Relación gas petróleo: a medida que se produce el petróleo la presión en el yacimiento va disminuyendo y la cantidad de gas disuelto aumenta en cada barril. De esta forma existe una relación entre el petróleo y el gas que se produce. Es importante para saber si se está produciendo gas en solución o gas libre.

CAUDAL: el caudal (Q) es una variable importante en el proceso de producción de petróleo ya que es una medida del volumen producido de un fluido en una determinada unidad de tiempo.

Caudal de un fluido: Q = Volumen / unidad de tiempo. (Galones por minuto)

Para el caso de medir el caudal de producción de un pozo, es muy común hacerlo en barriles por hora o barriles por día. También se denomina, rata de producción de petróleo o rata de flujo.

• Q (petróleo) = Barriles / hora o, Barriles / día.

1 Barril = 5.614 pies cúbicos = 42 galones

...