Leer Ensayo Completo Cañoneo De Pozos Petroleros

Cañoneo De Pozos Petroleros

Imprimir Documento!
Suscríbase a ClubEnsayos - busque más de 1.606.000+ documentos

Categoría: Temas Variados

Enviado por: Albert 02 abril 2011

Palabras: 2721 | Páginas: 11

...

cono de la carga a velocidad de unos 20.000 pies por segundo. La presión de la punta del chorro se estima en 5 millones Lpc. Mientras esto ocurre, la parle exterior de la capa se colapsa y forma otra corriente de metal que se desplaza a una velocidad mucho menor (alrededor de 1500 / 3000 pies por segundo). En el caso exterior puede formar un residuo que, a su vez, puede taponar la misma perforación que hizo. A continuación se presenta el cañón tipo chorro y se señala cada una de sus partes:

Clasificación

Los cañones tipo chorro se clasifican en tres grupos: recuperables, desechables y parcialmente desechables. En la industria petrolera el 90% de los cañones son recuperables.

Cañoneo Recuperable: Poseen un tubo de acero a prueba de altas presiones. Las cargas explosivas se colocan en el tubo y en forma radial con respecto a su eje. El tubo de acero se cierra herméticamente y el detonante es rodeado de aire a presión atmosférica. La detonación causa una pequeña expansión del tubo. Este tipo puede ser extraído del pozo junto con los residuos generados durante el proceso del cañoneo.

Ventajas:

 No deja residuo en el pozo.

 No causa deformación de la tubería de revestimiento.

 Son operablemente seguros, ya que los componentes explosivos están completamente encerrados.

 Se puede operar a grandes profundidades y a presiones relativamente altas.

 Pueden hacerse selectividad de zonas con ellos.

 Poseen buena resistencia química.

Desventajas:

 Son más costosos que los otros tipos de cañones.

 Su rigidez limita la longitud de ensambles, especialmente de cañones de gran diámetro.

 En cañones pequeños, se limita la cantidad de explosivos que puede ser utilizada, debido al tamaño de la carga. Por lo tanto, se reduce la penetración que se puede alcanzar con este cañón.

Métodos de Cañoneo

Los métodos de cañoneo se pueden clasificar en tres grupos:

Cañones por tubería (Tubing Gun).

Cañones por revestidor (Casing Gun).

Cañones transportados por 1a tubería de producción (TCP).

Cañones por tubería (Tubing Gun)

Estos cañones se bajan utilizando una tubería con empacadura de prueba. El procedimiento es el siguiente: 1ro Se baja la tubería con la empacadura de prueba. 2do Se establece un diferencial de presión negativa. 3ro Se baja el cañón con equipo de guaya, generalmente se usan cañones desechables o parcialmente recuperables. La tubería eductora con empacadura permite el desplazamiento del flujo de completación por un fluido de menor densidad como por ejemplo gasoil.

Este desplazamiento se puede realizar a través de las camisas o mangas de circulación, las cuales se cierran con equipos de guayas. Otra alternativa consiste en achicar la tubería con empacadura asentada, hasta lograr una columna de fluido que permita obtener un diferencial de presión negativa después del cañoneo.

Ventaja:

 Permite obtener una limpieza de las perforaciones.

Desventajas:

 No puede haber selectividad en el cañoneo.

 Al probar otro intervalo, se debe controlar el pozo con lo cual expone la zonas existentes a los fluidos de control.

Cañones por Revestidor (CAsing Gun).

Estos cañones se bajan por el revestidor utilizando una cabria o equipo de guaya. Generalmente la carga se coloca en soportes recuperables. El tamaño y rigidez de estos cañones no permite bajarlos por el eductor. El procedimiento es el siguiente: 1ro Se coloca fluido en el pozo, de modo que la presión sea mayor que la presión del yacimiento. 2do Se procede al cañoneo. A continuación se presenta una representación de los cañones por revestidor (Casing Gun).

Ventajas:

 Son más eficientes que los de tuberías en operaciones fracturamiento o inyección.

 No dañan el revestidor cuando se usan con carga tipo chorro.

 Son útiles en perforaciones donde existen zonas dañadas por fluidos de perforación o por deposición de escamas, debido a su alta capacidad de penetración.

Desventajas:

 Existe la posibilidad de cañonear en forma irregular lo que permitiría que no funcionen las bolas sellantes utilizadas como desviadores en la acidificación o fracturamiento.

Cañones transportados por la tubería (TCP)

En este método el cañón se transporta en el extremo inferior de la tubería eductora. El procedimiento es el siguiente: 1ro Se introduce la tubería con el cañón junto con una empacadura. 2do Se asienta la empacadura. 3ro Se cañonea el pozo. A continuación se presenta una representación de los cañones transportado por la tubería (TCP).

Ventajas:

 Puede utilizar diferencial de presión negativo junto con cañones grandes.

 Tiene alta densidad de disparo.

 Se obtiene perforaciones óptimas.

 Alta aplicación en el control de arena para mejorar la tasa de penetración.

 Reduce el tiempo de operación.

 Mayor seguridad.

Desventaja:

 Alto costos.

Operaciones de Cañoneo.

El cañoneo para la producción o evaluación de pozos petroleros se puede realizar bajo dos condiciones generales:

Diferencial de Presión Positiva (Cañoneo sobre balance).

El diferencial de presión se define como la diferencia de la presión que ejerce la columna hidrostática a la profundidad de la arena cañoneada; menos la presión de formación de esa arena. En operaciones de cañoneo, la columna puede ser: lodo, salmuera, diesel o fluidos especiales. Cuando la presión de la columna es mayor que la presión de la formación se obtiene un diferencial de presión positivo (Sobre Balance). Cuando se cañonea con un diferencial de presión positiva y con una columna de lodo, usualmente se producen taponamientos de algunas de las perforaciones. Esto se debe a que el lodo es fundamentalmente un fluido de control de perforación y, por lo tanto, causa obstrucción del flujo.

Generalmente, el daño causado por el lodo es parcialmente irreversible. Es decir, aun cuando se realizan operaciones para reducir la columna hidrostática (suabeo), es prácticamente, imposible obtener una limpieza completa de las perforaciones.

Diferencial de Presión Negativa (Cañoneo bajo Balance).

Cuando la presión de la columna hidrostática a la profundidad de la arena cañoneada es menor que la presión de la formación, se obtiene un diferencial negativa (Bajo balance). El cañoneo óptimo se obtiene con un diferencial de presión negativa y con fluidos libres de sólidos y limpios. Es muy importante tomar las precauciones de seguridad necesarias, cuando se cañonea con un diferencial de presión negativa. Las altas presiones de la formación se manifiestan muy rápidamente en la superficie. Por lo tanto, es necesario controlar el pozo de una manera segura.

Parámetros que afectan la eficiencia del Cañoneo

Los parámetros que afectan la eficiencia del cañoneo son:

1. Los atribuidos del proceso de cañoneo.

a. Configuración de la Carga.

b. Diámetro del cañón.

c. Separación entre el cañón y la zona cañoneada.

d. Tipo de material del revestidor.

2. Los atribuidos al yacimiento.

a. Resistencia de la perforación.

b. Temperatura.

Parámetros-Atribuidos al Proceso de Cañoneo

Configuración de la Carga: La configuración de la carga es de importancia fundamental, esto incluye su ubicación relativa dentro del pozo. Así la distribución del explosivo y la densidad determinan la velocidad de detonación y pueden tener una influencia aún mayor que la cantidad total de explosivo usada.

Diámetro del cañón: La penetración también es proporcional al diámetro del cañón usado. En algunos casos, aun usando menos explosivos, se logra mejorar el rendimiento de la perforación. Por lo tanto, es evidente que para obtener una mayor penetración no se requiere necesariamente de un aumento en la carga explosiva. Se puede concluir que el tamaño (diámetro) de la carga es el factor determinante de la penetración y no la cantidad de carga. Sin embargo, para estimar el grado de deformación del revestidor, sí es necesario tomar en consideración la cantidad de carga.

Separación entre el cañón y la zona cañoneada: La separación existente entre la pared interior del revestidor y la carga, afecta el grado de penetración de perforación. A medida que la separación aumenta, disminuye la penetración. También la penetración es proporcional a la cantidad de carga usada.

La figura muestra el efecto de la separación entre el cañón y la tubería tic revestimiento. En este caso, se tiene un cañón de 1 - 11/16” pulg con fase a 90º y detonado en un revestidor de 7”. Se puede observar que la penetración aumenta significativamente en aquellas perforaciones con separación mínima.

La separación se puede controlar mediante, el uso de centralizadores. Esto ha resultado práctico en algunos casos en los cuales los cañones son de diámetro apreciable. Sin embargo, para cañones de diámetro reducido, se han presentado problemas severos. Así, por ejemplo, si se usan centralizadores en el cañón que se analiza en la Figura anterior en lugar de reducir el rendimiento de dos cargas, se logra reducir el rendimiento de todas las cargas.

Una posible solución; a este problema consiste en colocar los cañones en una posición similar a la que se muestra en la figura siguiente. Esto se realiza mediante el uso de imágenes (magnetos) con dispositivos mecánicos.

Tipo de material del revestidor:

Es otro factor de importancia. Por ejemplo, al usar un revestidor N-80 en lugar de uno J-55, se reduce el diámetro de la perforación en aproximadamente 10%. También se ha notado variaciones en función del espesor del revestidor.

Parámetros Atribuidos al Yacimiento

Resistencia de la formación: La resistencia de la formación es un factor importante que influye en la penetrabilidad del cañón. Con la perforación a chorro de rocas de alta resistencia, se obtiene, aproximadamente, el doble de la penetración que se logra usando cañones de bala. En cambio, en rocas de baja resistencia (con esfuerzo de compresión menores de 6000 Lpc), el uso de bala es eficiente.

Temperatura: Afecta la naturaleza de la carga. La mayoría de los cañones a chorro usan explosivos a base de ciclorita, los cuales se pueden usar igualmente hasta una temperatura de 340 °F (171ºC). Para pozos que exceden esta temperatura, es necesario usar un equipo de cañoneo especial. Es posible dañar el pozo, si no se usa el equipo especial cuando su temperatura excede los 340 ºF. La mayoría de los cañones desechables que existen actualmente en el mercado no deben usarse en pozos de temperaturas sobre los 300 °F (149 °C).

Temperatura alta: El efecto negativo de un ambiente de alta temperatura en un proceso de cañoneo se puede sintetizar en los factores siguientes:

 A medida que se aumenta la temperatura, aumenta la posibilidad de tener explosiones espontáneas.

 Los cañones de alta temperatura producen, por lo general, una penetración menor que los convencionales.

 Los cañones de alta temperatura son usualmente más costosos y no permiten una selección muy amplia de las cargas.

Temperatura Baja: Cuando se opera un cañón de baja temperatura, cercano a su límite máximo de temperatura, es necesario lomar las medidas siguientes:

 Circular el pozo con fluidos de baja temperatura para disminuir la temperatura en el fondo del pozo. Estos se recomienda especialmente cuando se emplean cañones de tuberías, los cuales se pueden introducir al pozo después de detener el proceso de circulación.

 En algunos casos existe la interrogante acerca de si se pueda exceder el límite de temperatura del cañón, antes de que se produzca su disparo. En esta circunstancia se deben usar detonaciones de alta temperatura, aun si el cañón posee cargas de baja temperatura. Esto evita que se efectúe perforaciones accidentales, debido a las altas temperaturas. En este caso, las cargas se pueden quemar sin que se alcance el efecto perforador que sólo es posible lograrse cuando el detonador se dispara.

 En pozos de temperatura muy alta, es posible que la única alternativa sea usar un sistema de cañoneo en el que todas las cargas están diseñadas para altas temperaturas. Sin embargo, aun en este caso lo fundamental es el detonador de la temperatura, ya que si este no se dispara, el resto de las cargas no puede lograr el efecto de perforación.

Parámetros que determinan la eficiencia de las perforaciones

Los parámetros fundamentales que determinan la eficiencia de las perforaciones de un proceso de cañoneo son: * La penetración de las perforaciones.

* La densidad y la distribución radial de las perforaciones.

* El lavado de las perforaciones.

La penetración de las perforaciones: Las perforaciones deben extenderse algunas pulgadas dentro de la formación, preferiblemente más allá de la zona que se daña a consecuencia de la invasión de los fluidos de perforación.

La densidad y la distribución radial de las perforaciones: Es necesario establecer una combinación adecuada entre la penetración y el diámetro de entrada de la perforación. Evidentemente, las primeras pulgadas de penetración son las que poseen un mayor efecto en la productividad. La influencia de la densidad del cañoneo también es notable. Por ejemplo Una densidad de 4 TTP y de apenas 2 pulgadas de penetración ofrece una relación de productividad substancialmente mayor que cuando la densidad es de tipo 1 TTP y con una penetración apreciable de 12 pulgadas.

El lavado de las perforaciones: Al penetrar el chorro a la formación, se produce desplazamiento y compactación de la formación en la cercanía en la zona cañoneada, lo cual altera la permeabilidad original de esa zona. Además, la cavidad creada por el cañoneo se llena de material de la formación y de restos de explosivo pulverizado. Este material es usualmente removido mediante el lavado de las perforaciones, hasta lograr recuperar la capacidad de flujo original. La formación hace un lavado automático cuando se cañonea con un diferencial de presión a favor de la formación, sin embargo, en pruebas con núcleo, se ha demostrado que la región compactada después del cañoneo permanece con una reducción sustancial de permeabilidad con respecto a la zona, sin daño.