Ingeniero De Petroleo

Completaciones “COMMINGLING”

ANALISIS TEORICO

Las completaciones “commingling” en Venezuela datan desde los inicios de la explotación petrolera en la mayoría de los campos otorgados en concesión a las diferentes empresas transnacionales que han operado en el país. La razón es muy sencilla: se trataba de producir el pozo al máximo potencial.

En aquellos tiempos se pensaba y existía la creencia de que varios intervalos completados en conjunto, producirían en relación directa al espesor total cañoneado. Hoy día sabemos que esto es válido solamente para estratos continuos, conectados hidráulicamente; es decir, para horizontes comunicados verticalmente, pero hasta ciertos límites de producción, ya que los caudales de flujo están condicionados por la configuración geométrica de la completación. Esa creencia deja de tener validez cuando no existe comunicación vertical entre los estratos completados en conjunto; o sea, cuando no haya unidad hidráulica entre los intervalos cañoneados. Trataremos de explicar esto con un razonamiento técnico sencillo, basado en el supuesto de que la Ley de Darcy aplique adecuadamente en la física del movimiento de fluidos en el medio poroso. Hagamos el ejercicio para petróleo, de manera que las explicaciones sean mas sencillas.

Trataremos en primer lugar el caso de Horizontes no Comunicados. NO EXISTE CONTINUIDAD DINAMICA ó UNIDAD HIDRÁULICA, como quiera que se la llame.

Para ello vamos a referirnos a la figura 1, donde se esquematiza una columna estratigrágica con tres (3) areniscas petrolíferas separadas por capas lutíticas impermeables.

Figura 1: Columna Estratigráfica con lentes no comunicados

Aplicando la ecuación de Darcy a cada estrato resultan las siguientes ecuaciones para cada uno de ellos

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Sumando miembro a miembro estas ecuaciones, resulta:

Evidentemente, los estratos tienen diferentes diferenciales de presión, puesto que tanto la presión estática del yacimiento como la presión de fondo fluyente de cada estrato son diferentes.

Para efectos prácticos consideraremos estratos homogéneos y de espesores similares, con propiedades de fluidos y de roca similares. Entonces, los Indices de Productividad pueden ser considerados similares. Esto es,

Por lo tanto,

Dividiendo por “n” (número de estratos) resulta:

O sea,

De la ecuación resultante podemos inferir que:

Una serie de estratos independientes produciendo simultáneamente de manera conjunta se corresponde con la producción de un solo estrato de características equivalentes a las condiciones de flujo promedio de todos los lentes completados.

O, lo que es lo mismo:

Una serie de lentes no conectados hidráulicamente produciendo conjuntamente generan un caudal de flujo menor, o similar en el mejor de los casos, al caudal de flujo correspondiente a la zona de mejor capacidad productora

Estas sentencias son estrictamente ciertas para estratos homogéneos, isotrópicos y de espesores iguales. Sin embargo, el concepto aplica para lentes similares o parecidos, ya que los Indices de Productividad no acusarán grandes variaciones.

Veamos ahora el caso de una formación conformada por lentes comunicados verticalmente, ó Unidades Hidráulicas.

Las completaciones conjuntas en este tipo de formación no tienen tantas implicaciones negativas como en el caso de lentes no comunicados, donde es posible dejar zonas con altos volúmenes de reservas en estado virgen, como ocurre, por ejemplo, cuando un lente de dimensiones importantes no fuera cañoneado, o haya sido omitido del conjunto seleccionado para la completación. En estratos comunicados, sin embargo, estaremos seguros de que todos los lentes completados estarán produciendo de una misma unidad de flujo, aunque esto no signifique que la completación sea efectiva. Podría darse el caso de la presencia de un acuífero o de una capa de gas cercanos a al intervalo cañoneado, lo que ocasionaría una irrupción temprana de agua o gas en el pozo productor por la ocurrencia del fenómeno de conificación.

Figura 2: Columna Estratigráfica con lentes comunicados

En este caso el diferencial de presión es igual para todos los lentes comunicados, puesto que tanto la presión estática como la presión de fondo fluyente son iguales, o al menos muy aproximados, por ser un mismo yacimiento o una misma unidad de flujo. Aquí lo que varía es el Indice de Productividad, el cual es único para cada sección de espesor. Es decir, en el espesor h1 habrá un J1, en h2 habrá un J2, etc. . Así, el Indice de Productividad total será igual a la sumatoria de los Indices de Productividad individuales.

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…………………………

…………………………

Sumando estas expresiones miembro a miembro, resulta:

De las ecuaciones anteriores podemos inferir que

La capacidad de producción de un horizonte conformado por varios lentes comunicados es igual a la suma de los caudales de flujo de todos los lentes completados.

Lo analizado hasta ahora nos permite asegurar dos cosas:

1. La completación conjunta de estratos continuos o comunicados dinámicamente (Unidades de Flujo) permite obtener mayores niveles de producción, ya que el caudal de flujo total equivale a la suma de los caudales individuales

2. La completación conjunta de estratos no conectados dinámicamente resulta en una producción no mayor que la producción que arrojaría la mejor zona completada sencilla.

Ahora bien,

¿Cómo saber que dos lentes o estratos están ó no comunicados dinámicamente?……….. ¿Cómo saber si hay continuidad o no la hay?

¿Cuáles serían las implicaciones negativas en completaciones conjunta de lentes no comunicados?

¿Cuál sería el valor agregado o los beneficios adicionales que sustenten las completaciones conjuntas de varios lentes, comunicados ó no?

A continuación señalaremos algunas de las condiciones que a nuestro juicio son absolutamente necesarias para que se pueda presumir la continuidad dinámica entre dos estratos contíguos.

CONDICIONES de UNIDADES de FLUJO

 La continuidad ó comunicación dinámica entre dos puntos cualesquiera de una formación productora debe, al menos, satisfacer las Leyes Naturales

Refiriéndonos a la figura 3, podemos asegurar que para que exista una comunicación efectiva (Continuidad Dinámica) entre los puntos X1 y X2, será menester que no exista la menor alteración o condición contradictoria a las Leyes Naturales. Por ejemplo, los fluidos presentes deberán estar distribuidos de acuerdo a sus densidades; es decir, los más livianos en el punto X1 (arriba) y los mas pesados en el punto X2 (abajo). Nunca podrá existir agua encima de gas o de un petróleo de mas de 10 API, así como nunca podrá existir gas por debajo de una zona petrolífera o de un acuífero. De darse alguna de estas circunstancias podemos asegurar que no existe Unidad de Flujo o Continuidad Dinámica entre ambos puntos.

Figura 3: Perfil Estratigráfico con lentes comunicados

 Las propiedades físicas de los fluidos; es decir, de cada fase en condiciones de equilibrio, deben estar dentro de un rango razonable de acuerdo a los estándares mundiales.

Estas propiedades son, entre otras:

Densidad del Crudo

Gravedad Específica del gas

Presión de Saturación

Salinidad del agua de formación

Es lógico pensar que si los fluidos presente en dos lentes contíguos acusan propiedades físicas de marcadas diferencias, tales lentes o estratos serán unidades independientes y podríamos asegurar que no existe Continuidad Dinámica entre ambos.

Por otra parte, el hecho de que estas propiedades sean parecidas o presenten características similares no implicaría que ambos estratos estén conectados hidráulicamente. Para certificar la existencia de la Unidad

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