Estimulacion Y Daño

Generalidades de la Estimulación y Daño de Formación

¿Qué es la Estimulación?

Son procesos que abarcan una serie de técnicas en la producción y/o extracción de hidrocarburos que son necesarias para aplicar en la formación para combatir los tipos de daños ó problemas que se presentan en un pozo Básicamente consiste en la inyección de un fluido que tiene como finalidad tanto para pozos inyectores como productores de incrementar la producción de hidrocarburos y/o la inyección de fluidos tales como agua, gas o vapor para procesos de recuperación secundaria y mejorada,

Estos tratamientos tienen por objeto eliminar el daño a la formación y restaurar la capacidad natural de producción del pozo mediante el cual se restituye o se crea un sistema extensivo de canales en la roca productora de un yacimiento para facilitar el flujo desde la roca al pozo o desde el pozo a la roca de ser necesario Si la inyección de tratamiento se realiza a tasas y presiones inferiores a los necesarios para vencer la resistencia mecánica de la roca, entonces se trata de una estimulación matricial. De lo contrario correspondería a una estimulación por fractura miento.

En la actualidad hay muy pocos registros de que a algún pozo no haya sido estimulado de alguna forma. La estimulación ayuda a disolver o dispersar materiales que perjudican una producción normal teórica.

En pozos productores aumenta la rata de producción y en inyectores la producción efectiva.

Se puede Aplicar para cualquier tipo de yacimiento y para todo tipo de pozo, esto se da dependiendo exclusivamente de un buena evaluación de campo

Reseña Histórica La estimulación es una de las técnicas mas antiguas conocida en la industria de hidrocarburos en cuanto a procesos de mejorar la producción

A continuación se muestra una breve reseña de la estimulación

Este tipo de técnicas se empleo a comienzos del siglo XX cuyos avances se emplearon en EEUU.

Historia de la Estimulación

Reseña Histórica Después de los primeros procesos que se realizaron de estimulación a mediados del siglo XX, se detuvieron por casi 30 años por un problema muy importante que fue el aumento de la corrosión de la Tubería de Revestimiento por el uso de los ácidos empleado en la estimulación

los tratamientos en las areniscas si tardaron algo más en llevarse a cabo ya que el HCL no reaccionaba como debía ser en las areniscas ya que provocaba efectos secundarios (taponamientos indeseados) esto se pudo corregir hacia 1940 con la combinación de HCL

La acidificación yacimientos de resurgió en 1931 descubrimiento de arsénico inhibía la corrosiva del HCL tuberías

en calizas con el que el acción en las

¿Porque se debe llevar a cabo una estimulación? Se debe mencionar que entre los más importantes desarrollos tecnológicos de la industria petrolera se encuentran la estimulación de pozos, por lo cual no debería existir pozo en el mundo en el cual no se haya llevado a cabo uno o más de estos procesos.

La estimulación se lleva a cabo donde ha ocurrido un daño en la formación, tales posibles causas de daño en la formación expondrán más adelante Permite mejorar la producción de aceite y gas, de esta forma permite incrementar las reservas recuperables y así producir 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 esta técnica a diferentes tipos de pozos, aunque todavía en la actualidad representa un verdadero reto para seguir mejorando 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

Se debe tener claro cuáles son las posibles causas de una baja producción el cual puede ser debido a problemas mecánicos los cuales requieren de un tipo diferente de tratamiento al de la estimulación. Estos parámetros mecánicos típicos de una completación a tener en cuenta son los siguientes: Parámetros para Tener en Cuenta Antes de Hacer una Estimulación

Fuente: Schlumberger

Parámetros para una Estimulación

Con base en lo anterior y resolviendo los posibles problemas mecánicos, y si la baja producción persiste entonces se hace un estudio con la posibilidad de aplicar una estimulación, existen unos parámetros los cuales nos ayudan a determinar si se debe o no llevar a cabo una estimulación, los cuales se muestran en el siguiente diagrama de flujo teniendo 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 ratas de flujo se tiene

Como se Debe llevar a Cabo un Proceso de Estimulación

Fuente: Schlumberger

3. GENERALIDADES DEL DAÑO DE FORMACIÓN Qué es daño de formación? Es la reducción en la capacidad de caudal de un yacimiento, ocasionado por la disminución de permeabilidad de la formación. Comprende la interacción entre la formación, partículas externas, y fluidos acompañados 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 los factores mas importantes a tener en cuenta para la explotación eficiente de hidrocarburos.

3. GENERALIDADES DEL DAÑO DE FORMACIÓN

3. GENERALIDADES DEL DAÑO DE FORMACIÓN

Si ΔP>0 entonces KskinK Si ΔP=0 entonces K=Kskin

3. GENERALIDADES DEL DAÑO DE FORMACIÓN

s>0 existe daño de formación. s<0 la zona ha sido estimulada s=0 no hay alteración de la zona

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 emulsiones

Bloqueo por agua

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.

INTRODUCCION AL CONTROL Y REMEDIACION DEL DAÑO DE LA FORMACION

COMO AFRONTAR LA REMOCION DEL DAÑO

1. Desde el punto de vista de revisión De operaciones previas en el pozo afectado

Todo lo anterior debe compararse Con el comportamiento de pozos vecinos.

Prevención de los daños inducidos durante la perforación La causa principal de la invasión del filtrado y sólidos del fluido de perforación hacia los yacimientos es la presión diferencial o sobrebalance de la columna hidrostática del fluido en contra de la presión del yacimiento.

Prevención de los daños inducidos durante la perforación

Prevención de los daños durante la cementación YAC-1

YAC-2

DAÑO A LA FORMACIÓN

Prevención de los daños durante el completamiento/reparación.

Este fluido de completamiento generalmente esta compuesto de salmueras en alta concentración de sales (Na, Ca, Zn, Mg) Contienen polímeros para sostener sólidos, inhibidores de corrosión

Prevención de los daños durante la estimulación acida Tener presente evitar agravar el daño, debe ser correctamente diagnosticado (conocer composiciones de fluidos en yto) y diseñar el mejor modo para el uso de estos compuestos (estos ácidos pueden formar precipitados).

Prevención de los daños durante el fracturamiento

Prevención de los daños durante el proceso de producción

DIAGNOSTICO Y EVALUACION DEL DAÑO A LA FORMACION Existen muchos motivos por los cuales un pozo no aporta la producción que se espera de el o declina su producción con el tiempo. Por esto es importante hacer un estudio, ya que puede atribuirse la baja productividad de un pozo de un daño a la formación.

Si un pozo tiene daño es necesario evaluarlo y diagnosticarlo para así reducir o minimizar sus efectos nocivos en la producción. Existen varios métodos para diagnosticar 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 DST Una prueba DST puede dar indicación de la presencia de daño cuando restaura rápidamente la presión en un periodo de cierre, y hay gran diferencia entre la presión de flujo inicial y la final en poco tiempo, indicando que hay transmisibilidad de la presión pero muy poca al flujo, lo cual puede deberse a la obstrucción del caudal.

Registros de resistividad La combinación de un registro dual de inducción y el latero log pueden dar idea de la profundidad de la invasión de los fluidos hacia formación. Tomando enlacuenta el registro de calibre del hoyo para hallar el espesor de revoque en las zonas permeables.

Revisión histórica de perforación, terminación, y reparación del pozo Son un paso critico del proceso de diagnostico del daño a la formación, ya que es durante estas operaciones que la mayoría de los daños son detectados. 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 de funcionamiento del equipo de control de sólidos y cambios en las tasas de penetración •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 estén asociados a eventos de reparación o estimulación

Historial de producción

Comparación con pozos vecinos La superposición de curvas del historial de producción entre pozos vecinos del mismo yacimiento podrá dar una indicación del comportamiento irregular de alguno de ellos.

Análisis de estimulaciones previas Se realizan dichos análisis para determinar si se ha tratado de eliminar un tipo de daño en un yacimiento, evaluando la efectividad de las estimulaciones realizadas y en caso de fracasos determinar si se han dañado, mas los pozos para así poder realizar mejores diseños de estimulación. Análisis nodal El estudio del análisis nodal de pozo sirve para determinar el diseño correcto de tuberías, estranguladores, equipo de levantamiento artificial por gas y líneas de flujo. Para lograr esto lo que interesa es que la caída de presión en el yacimiento sea mínima para lograr la máxima presión de fondo fluyente para levantar los fluidos producidos.

REGISTROS PRODUCCIÓN

DE

El objetivo principal de los registros de producción es el análisis del sistema de movimiento de los fluidos, definiendo sistema como el tipo de régimen de flujo en el pozo. El Registro de Producción es un método que mide y registra el flujo de fluidos, o el efecto del flujo de fluidos, al colocar los instrumentos de medición a varias profundidades en una producción o inyección de pozo.

Pruebas y análisis de núcleos Se realizan pruebas en núcleos extraídos del yacimiento con el fin de reproducir los fenómenos que han ocurrido en el yacimiento, permitiendo determinar la existencia del daño, los mecanismos que lo provocan y las posibles 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

Análisis de rayosPruebas x y análisis de núcleos Mediante el Angulo de difracción de los rayos, pueden identificarse los minerales que componen la muestra, siendo una técnica útil para diferenciar tipos de arcilla. Microscopia electrónica Prueba 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 en el microscopio electrónico de barrido, equipado detector de retrodispersado y de rayos x. Microscopia óptica de secciones fina Permite el reconocimiento de la evolución diagenetica de la formación Análisis de tamizado Esta prueba muestra grandes cantidades de material, muy fino en las formaciones con alto contenido de arcilla Curvas de respuesta al acido Muestra una curva de flujo de fluidos a través de un núcleo, para determinar el incremento de la permeabilidad al paso de de cada

Lista de indicadores de daño En casos donde la información disponible de los pozos sea escasa existe una serie 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 de salidos •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 cementación forzada

producción

después

de

una

•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 de agua

METODOS DE ESTIMULACION

• 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. REACTIVAS

ESTIMULACION MATRICIAL QUIMICA

NO REACTIVAS

ESTIMULACIÓN POR FRACTURAMIENTO ACIDO. Se inyecta un fluido acido a una presión lo suficientemente alta para sobrepasar la resistencia mecánica de la roca y establecer en ella una fractura o abrir una fractura preexistente ocasionada en el momento del cañoneo.

ESTIMULACIÓN POR FRACTURAMIENTO HIDRÁULICO. Se inyecta un fluido viscoso a una presión lo suficientemente alta para sobrepasar la resistencia mecánica de la roca y establecer en ella una fractura o abrir una fractura preexistente ocasionada 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

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!!!!