Daños De Formacion

Daño a la Formación

Se puede definir el daño a la formación como cualquier proceso que pueda causar una reducción de la productividad o reducción en la inyectabilidad de un pozo. El daño a la formación consiste en la degeneración de las propiedades de flujo de los canales porosos y fracturas de la pared del pozo, las perforaciones de los disparos y las condiciones mismas del yacimiento, durante las diversas fases de las operaciones en un pozo; esto incluye desde la fase inicial de perforación hasta la fase de recuperación secundaria y mejorada de crudo.

El daño a la formación puede variar desde una disminución mínima de la permeabilidad hasta el bloqueo total de las zonas productoras, influyendo de manera negativa en la vida productiva del yacimiento. La principal causa de daño a la formación es el contacto que tenga ésta, con los diversos fluidos ajenos al yacimiento utilizados durante las operaciones realizadas en los pozos, estos pueden provenir del filtrado del lodo de perforación, completación, estimulación, reparación e incluso del mismo fluido del yacimiento si sus características químicas originales se alteraron drásticamente.

En general, el daño puede eliminarse por medios químicos, salvo en algunas ocasiones, en las cuales habrá que recurrir a medios mecánicos como el fracturamiento hidráulico de la formación para sobrepasar la zona dañada. Los efectos de cualquier reducción de la permeabilidad se hacen críticos en la zona cercana al pozo, como puede verse en el gráfico 1.

Grafico 1. Efectos del Daño en la Productividad Fuente: PDVSA (2005)

Razones para Prevenir el Daño a la Formación

 Para reducir el costo de la completación y producción de los pozos.

 Máxima recuperación de las reservas por reducción de la caída de presión y minimizar los problemas de conificación de gas y agua.

 Preservar barreras de la permeabilidad vertical y de ésta manera incrementar la eficiencia del barrido o empuje de proyectos de recuperación primarios, secundarios y terciarios.

Mecanismos de Daño a la Formación

Se ha clasificado el daño a la formación en cuatro grandes grupos:

a) Daño a la formación inducido mecánicamente: Éste tipo de daño puede ser subdividido en cuatro grandes secciones:

 Taponamiento de las gargantas de poro, causada por arrastre e invasión física de finos autóctonos de la formación.

 Taponamiento de las gargantas de poro por invasión de sólidos alóctonos.

 Cambios de la permeabilidad relativa. Entrampamiento por la fase acuosa o retención de hidrocarburos, arrastre de condensado.

 Daño a las formaciones causadas en operaciones de perforación bajo y sobre balance.

A continuación se presenta la tabla 1 en la cual se observa una serie de minerales arcillosos y cuarzos más comunes que producen daño a la formación por el efecto inducido mecánicamente:

MINERAL ÁREA SUPERFICIAL

Cuarzo

Caolinita

Esmectita

Ilita

Clorita 0,0056 a 1,5 m2/g

8,8 a 23 m2/g

34,9 a 89 m2/g

39,6 a 113 m2/g

14 a 42 m2/g

Cuadro 2. Minerales más comunes en las áreas superficiales Fuente: PDVSA (2005)

El arrastre de sólidos extraños puede ser introducido dentro de la formación en diferentes circunstancias. Los ejemplos más comunes son el uso de fluidos de perforación, completación, reparación o estimulación cargados o contaminados con sólidos. Otro caso sería, la inyección a la formación de agua sucia o contaminada durante procesos de recuperación de petróleo. El mayor daño inducido mecánicamente ocurre durante las operaciones de perforación.

Daño a la formación inducido químicamente: El daño a la formación inducido químicamente puede ser dividido en tres grandes secciones:

b) Incompatibilidad roca-fluido: Puede ser subdividido en las siguientes categorías:

 Hinchamiento de arcillas: Cuando las arcillas se ponen en contacto con el agua, la mayoría absorben agua entre las capas y se hinchan. La fuerte atracción de algunas arcillas por grandes volúmenes de agua es causada por los cationes intercambiables colocados entre las láminas de las arcillas. El hinchamiento de las arcillas puede resultar en tres grandes problemas:

 Reducción drástica de la permeabilidad y sellado total de la formación

 Migración de finos y causa de taponamientos

 Entrampamiento de grandes cantidades del fluido (agua).

 Floculación/Desfloculación de partículas de arcilla: Las partículas dispersas y los corpúsculos formados pueden taponar las gargantas de poro y causar reducción de la permeabilidad original de la roca.

c) Disolución de la formación: Es solubilidad parcial y total de algunos componentes de la formación.

 Absorción química: Una gran cantidad de aditivos utilizados en los fluidos de perforación y completación, tales como: polímeros, inhibidores de corrosión, surfactantes, entre otros. Podrían tener características polares y ser físicamente propensos a ser absorbidos por la superficie externa de los granos de la formación.

 Precipitación de sólidos: La precipitación de sólidos es producida por reducción de la presión y temperatura. También es función de la composición mineral del petróleo y del contacto con potenciales agentes precipitantes, tales como: HCl, CO2 y solventes ricos en hidrocarburos. Algunos crudos precipitan asfáltenos simplemente por reducción de la temperatura y presión.

 Precipitados, cieno y escamas: Una variedad de escamas orgánicas e inorgánicas tales como: Carbonato de calcio, sulfato de calcio, sulfato de bario y carbonato de hierro son formados por cambios en la temperatura, presión y variación de la composición del agua. La variación de estos parámetros puede ocurrir cuando se invade la formación productora. Aproximadamente del 40 al 50% de los crudos pueden formar cienos asfálticos y precipitados cuando entran en contacto con ácido clorhídrico.

d) Emulsiones: La generación de emulsiones de alta viscosidad puede originar reducciones drásticas de la productividad de un pozo.

 Cambios de la humectabilidad causada por invasión de fluidos: Algunos fluidos utilizados para la perforación, completación

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