Diego Fernando Gmez PezErika Villarreal Villarreal

IntroduccinObjetivosMtodos de granulometra3.1 Anlisis con Tamiz -Agitador Mecnico-3.2 Anlisis con Tamiz -Agitador Snico- 3.3 Anlisis con Tamiz -Hmeda y Hmeda/Seca-3.4 Difraccin Lser 3.5 Secciones Delgadas -Tcnica Visual-3.6 Secciones Delgadas Anlisis de Imagen-3.7 Ley de Stokes Empaquetamiento con grava1 Introduccin4.2 Teoras sobre empaquetamiento con grava4.3 Seleccin de los granos de arena 4.4 Empaquetamiento con grava4.5 Gradiente de Fractura4.6 Parmetros involucrados en el empaquetamiento con grava

La descripcin granulomtrica es la medicin de los granos de una formacin sedimentaria, y el clculo de la cantidad del tamao de los mismos por una escala preestablecida.

TIPO DE GRANODIAMETROARCILLAS< 0,002 mmLIMOS0.002 0,06 mmARENAS0,06 2 mmGRAVAS2 mm 6 cmCANTOS RODADOS6 25 cmBLOQUES> 25 cm

Determinar la cantidad y el tipo de granos presentes en la muestra.

Identificar el tipo de anlisis granulomtrico conveniente para el estudio de la muestra.

Diferenciar los tipos de anlisis, y comprender el fundamento de cada uno de ellos.

El propsito del anlisis granulomtrico, es determinar el tamao de las partculas o granos que constituyen un suelo y fijar en porcentaje de su peso total, la cantidad de granos de distintos tamaos que el suelo contiene.

Una muestra desagregada de peso conocido se somete a vibracin mecnica, hacindola pasar por pantallas organizadas en hileras donde las partculas se hacen cada vez mas pequeas

CLCULOS

%retenido en cada pantalla=[(peso de la pantalla cargada-peso pantalla vaca)/peso total de muestra]x 100

% retenido acumulado=suma del porcentaje retenido en cada pantalla

VENTAJASMtodo aceptable para granos mayores a 0,044 mm.Prueba sencillaSe puede volver a repetir la pruebaMtodo estndar y precisa

LIMITACIONESCantidad de muestra relativamente altaPuede dar resultados inexactos en arenas con esquistos y arenas consolidadasno provee informacin sobre la forma de los granos de suelo, si son angulares o redondeados

Aplica el mismo principio de el agitador mecnico a diferencia que en este caso la vibracin se produce por energa acstica.

Se utiliza menos muestra. menos tiempo.

HUMEDA: La muestra se lava y se pasa por tamices individuales, luego se seca. Se realiza para arenas finas.

HUMEDA SECA: La muestra se lava y se le realiza el tamizado, se seca y se pesa. Luego se le realiza un tamizado a la muestra seca.

Se proyecta un rayo lser a travs de la muestra dispersa y por medio de un computador se analizan los patrones de difraccin.

El principio utilizado para calcular la distribucin del tamao del grano es la teora de difraccin de Fraunhofer.

Los ngulos de la luz incidente son inversamente proporcionales al tamao de las partculas y la intensidad de la luz distribuida por las partculas es directamente proporcional a la cantidad de partculas.

La medicin se puede efectuar en muestras que van desde la arena sin consolidacin hasta la roca que est bien consolidada. Es el mtodo de eleccin en el caso de las rocas consolidadas debido a que estas muestras no pueden someterse a buenos procesos de desagregacin sin que ocurra rompimiento de los granos.

Se basa en la preparacin de una seccin delgada y en la medicin del tamao de los granos individuales ya sea de manera visual o con la ayuda de un sistema de anlisis de imagen, utilizando un microscopio petrogrfico.

SECCIONES DELGADAS ANALISIS DE LA IMAGENLa medicin del tamao del grano a partir de arenas no consolidadas o consolidadas se puede efectuar utilizando procedimientos automatizados o semi automatizados d.e anlisis de imagen.

Los granos se esparcen sobre una lamina de vidrio de manera que no se toque entre si. Para conocer el dimetro de cada grano se hace con un aparato de anlisis de imagen o con una cmara adherida al microscopio.Al establecer el umbral entre los granos y la lamina se hace por una diferencia de intensidad, es decir, para los granos oscuros y la lamina brillante.

Es un procedimiento complicado por la caracterstica misma de las muestras.

Existen tcnicas que utilizan las distancia entre los centros de los poros intergranulares para calcular el tamao del grano.

LEY DE STOKESEste mtodo establece un procedimiento para la determinacin cuantitativa de la distribucin de los tamaos de partculas en los materiales finos, no posible mediante el ensayo de tamices.

Se pesa la muestra y se introduce en la columna de decantacin, en donde las partculas van cayendo por el liquido de acuerdo a su tamao, peso y densidad.

Caen a una balanza de precisin donde se toman todos los datos y con la formula modificada de la ley de Stokes o la formula de Gibbs se calcula los dimetros de sedimentacin.

V = Velocidad de sedimentacin, en cm / seg.g =aceleracin de la gravedad, en cm / seg2r = Radio del grano, en cmg = Densidad del grano, en g / cc = Densidad del Fluido, en g /cc = Viscosidad del fluido, en poise.

El arenamiento puede parar por completo un pozo por taponamiento, pero el reto es parar la produccin de arena sin daar la permeabilidad de la arena productora.

La produccin de arena causar muchos problemas en el pozo y en la superficie, el empaquetamiento con grava es uno de los mtodos mas importantes y usados para controlar este problema.

El empaquetamiento con grava ha demostrado ser a travs de las dcadas, el mejor mtodo para controlar la migracin de finos hacia la tubera de produccin.

Coberty realizo varios estudios, proporcionando la relacin tamao de grava-arena optimo para poder retener la mayor cantidad de arena.

Los granos de arena son seleccionados de acuerdo al programa y resultado del corazonamiento del pozo.

Se seleccionan los granos de mayor tamao. Sin importar su esfericidad, permeabilidad o porosidad promedio de este grupo de granos, tomamos el 10% en volumen de los granos que tengan el mayor tamao.

Este implica un conjunto de parmetros operacionales tanto para su diseo como para su aplicacin que garantizan el xito de la operacin.

Primero se mezcla la grava con el fluido de empaquetar.

Luego esta se enva hacia la cabeza de empaquetamiento.

Usando la presin de la bomba de lodos la mezcla es enviada hasta la herramienta empaquetadora.

Al salir del gravel packer, la mezcla se desplaza dentro del anular que existe entre el revestimiento y la herramienta empaquetadora.

El fluido de empaquetamiento se encarga de transportar y asentar la grava en el hueco ensanchado, y una vez realiza esta accin, retorna por medio de las ranuras del liner hacia la tubera de produccin

Existen varias maneras de obtenerlo. Para efecto de practicidad, se usa un valor de 0.68 psi/pie, el cual estar en un rango aceptable para arenas poco consolidadas (siendo 1 psi/pie para formaciones extremadamente duras y 0.65 psi/pie para formaciones muy inestables).

1. FLUIDO DE EMPAQUETAMIENTO: El fluido de empaquetamiento con grava es lodo de perforacin usado en las operaciones del pozo, con la caracterstica que sus propiedades reolgicas son modificadas.

2. TAMAO DE LA GRAVA.

3. ANLISIS GRANULOMTRICO. Las muestras de arena obtenidas son pasadas a travs de un conjunto de mallas para separar las partculas en diferentes grupos de acuerdo a su tamao.

4. Propiedades de la gravaTamao Promedio (Sp)Seleccin (Se)Simetra(Si)AgudezaUniformidad

El empaquetamiento es la relacin que existe en una roca sedimentaria entre partculas adyacentes.Existen tres tipos de empaquetamientos:

Empaquetamiento abierto o cubico 2. Empaquetamiento intermedio

3. Empaquetamiento cerrado o rombodrico

5. Ranuras del liner. La ptima seleccin del tamao de las ranuras del liner, se basa en conocer adecuadamente el tamao de la grava y la arena de la formacin, esto, para poder aplicar la teora de puenteo de la arena. Coberly, propuso la siguiente ecuacin, la cul determina el tamao de las ranuras del liner de acuerdo con el dimetro de la grava.

6. Tubera de cola stinger. es utilizada para facilitar el retorno del fluido de empaquetar a la superficie. Esta, es corrida dentro del liner de 5, posicionando la punta entre 30 a 50 pies por encima del fondo del liner ranurado. Una vez la grava es transportada hasta el hueco ensanchado, el fluido de empaquetar continua su recorrido pasando a travs de las ranuras del liner, y retomando su viaje hacia la superficie.

7. Relacin arena-grava.

Los altos valores de permeabilidad de la grava con respecto a las arenas presentes en la formacin), hacen de la grava, el mejor candidato para ser utilizado como componente principal del empaque..

debera existir altsimas cantidades de arena con respecto a la grava para obtener valores muy bajos de la permeabilidad con respecto al de la arena sola es decir,

8. Parmetros operacionalesCaudal: es implementado en las operaciones de empaquetamiento con grava para: Generar un flujo estable de la grava dentro de la tubera y el pozo. Aumentar la posibilidad de llevar la grava desde la superficie al hueco ensanchado sin presentar problemas. Disminuir el rgimen turbulento en la zona ensanchada.

Relacin grava-Fluido para empaquetar: Se mide el volumen total bombeado en cada intervalo, se toma el rendimiento promedio de la grava. As se tiene el valor de la mezcla grava-fluido para empaquetar cada cuanto tiempo que debe ir hacia el pozo.

Presin: La presin normal de empaquetamiento oscila entre 0 psi hasta 500 psi (presin screen out o mxima permisible en el empaquetamiento) que es el punto en donde se debe tomar acciones correctivas para continuar con el normal desarrollo de la operacin (circular para destruir posible puenteo de la grava). Las presiones que debemos manejar deben ser las ms pequeas.

Intervalos de bombeabilidad. Los intervalos de bombeo de la grava debe ser tal, que de tiempo para que la grava se asiente correctamente en el hueco ensanchado.

9 Otros Parmetros.

9.1 Inclinacin del pozo. Al igual que los recortes de perforacin tienen gran incidencia en el pozo (al depositarse en la parte baja del hueco), la grava se asienta por efecto gravitacional de forma homognea en la parte baja del hueco. Esta condicin ocasiona principalmente alta probabilidad de puenteo de la grava, liner ranurado recostado en la parte baja del hueco, bajos porcentajes de empaquetamiento.

9.2 Dimensiones del hueco ensanchado. El intervalo de arena de la formacin que debemos ensanchar, es tomado de acuerdo a los registros elctricos en hueco abierto (sin revestir). la siguiente expresin:

9.3 Estimulacin del pozo: crudos pesados (API: 11-11.5 y viscosidad de 11700cP @ 100 F). Para poder producir este tipo de fluidos (llevarlos desde la formacin a la cara del pozo), se hace necesario el uso de inyeccin de vapor cclica.

9.4 Herramienta empaquetadora gravel packer. Es una herramienta con unas dimensiones de 6.4 pies de largo (vara de acuerdo a las especificaciones del fabricante), con un dimetro externo de 4.4 pulgadas (figura 18). Se encarga de conducir la grava desde la tubera drill pipe 3 pulgadas hasta el anular del casing 5 pulgadas x 7 pulgadas. Esta dividida en 2 secciones: a) Orificio de salida grava (Figura 19b), b) Retorno del fluido para empaquetar.