ING. LUIS MENDOZA

COMPLETACIÓN Y REACONDICIONAMIENTO

DE POZOSIntroducción

Los pozos son la única manera de comunicar al yacimiento con la superficie. La efectividad de esa comunicación es un factor importante en la producción del yacimiento así como en la economía total. Los pozos representan el mayor gasto en el desarrollo del yacimiento.

La completación de los pozos debe ser diseñada para obtener la máxima rentabilidad en el campo.

COMPLETACIÓN Y REACONDICIONAMIENTO

DE POZOS

Objetivo GeneralSeleccionar los diversos elementos y

técnicas necesarias para lograr la completación óptima y segura de un pozo productor o inyector, así como también las herramientas que contribuyen a evitar problemas en la producción efectiva de los pozos.

COMPLETACIÓN Y REACONDICIONAMIENTO

DE POZOS

Contenido• Introducción a la completación de pozos• Fluidos de completación• Técnicas de cañoneo• Equipos de subsuelo• Operaciones de subsuelo• Reparación de pozos

CAPITULO I

Introducción a la Completación de pozos

INTRODUCCIÓN

La completación de un pozo es la parte esencial de su producción. El conocimiento de los tipos de completación y los aspectos relacionados con ella, contribuirán a disminuir los problemas operacionales que se presentan usualmente

OBJETIVO ESPECÍFICO

Identificar los tipos de completación de pozos, al considerar los aspectos de producción del yacimiento.

CONTENIDO• Completación de pozos• Completación a hueco abierto• Completación con tubería ranurada no

cementada• Completación a hueco revestido y cañoneado• Completación sencilla• Completación múltiple• Consideraciones de seguridad durante la

completación de pozos• Consideraciones en el diseño de completación

de pozos

INTRODUCCIÒN A LA COMPLETACIÒN DE POZOS

La completación consiste en la preparación de un pozo para dejarlo en condiciones óptimas de producción de hidrocarburos.

La completación de pozos, es la parte esencial de su producción. El conocimiento de los tipos de completación y los aspectos relacionados con ella, contribuirán a disminuir los problemas operacionales que se presentan usualmente.

INTRODUCCIÒN A LA COMPLETACIÒN DE POZOS

Las completaciones no son tan simples hoy en día y se debe tener un buen entendimiento de ellas para poder planificar una buena operación de rehabilitación o de reparación.

INTRODUCCIÒN A LA COMPLETACIÒN DE POZOS

Una buena completación y trabajo de rehabilitación o reparación debe tener en cuenta todas las leyes, debe ser segura, presentar tan pocas restricciones como sea posible para producir fluidos, debe ser económicamente libre de producción, y requerir poco o ningún trabajo correctivo durante la vida de la zona productiva.

FACTORES QUE DETERMINAN EL DISEÑO DE LA COMPLETACIÓN DE

POZOS

• Tasa de producción requerida.• Reservas de zonas a completar.• Mecanismos de producción en las zonas o yacimientos

a completar.• Necesidades futuras de estimulación.• Requerimientos para el control de arena.• Futuras reparaciones.• Consideraciones para el levantamiento artificial por

gas, bombeo mecánico, etc.• Posibilidades de futuros proyectos de recuperación

adicional de petróleo.• Inversiones requeridas.

CLASIFICACIÓN DE LAS COMPLETACIONES DE ACUERDO A LAS

CARACTERISTICAS DEL POZO

COMPLETACIÓN A HOYO ABIERTO

• Este tipo de completación se realiza en zonas donde la formación está altamente compactada, siendo el intervalo de completación o producción normalmente grande (100 a 400 pies) y homogéneo en toda su longitud.

• Consiste en correr y cementar el revestimiento de producción hasta el tope de la zona de interés, seguir perforando hasta la base de esta zona y dejarla sin revestimiento. Este tipo de completación se realiza en yacimientos de arenas consolidadas, donde no se espera producción de agua/gas, arena ó derrumbes de la formación.

COMPLETACIÓN A HOYO ABIERTO

Ventajas:• Se elimina el costo de cañoneo.• Existe un máximo diámetro del pozo en el

intervalo completado.• Es fácilmente profundizable.• Puede convertirse en otra técnica de

completación; con liner o revestidor cañoneado.• Se adapta fácilmente a las técnicas de

perforación a fin de minimizar el daño a la formación dentro de la zona de interés.

• La interpretación de registros o perfiles de producción no es crítica.

• Reduce el costo de revestimiento.

Desventajas:• Presenta dificultad para controlar la

producción de gas y agua, excepto si el agua viene de la zona inferior.

• No puede ser estimulado selectivamente.• Puede requerir frecuentes limpiezas si la

formación no es compacta.

COMPLETACIÓN CON LINER RANURADO

• Este tipo de completación se utiliza mucho en formaciones no compactadas debido a problemas de arenamientoy de la formación, donde se produce generalmente petróleos pesados.

• En una completación con liner ranurado, el revestidor se asienta en el tope de la formación productora y se cuelga un liner ranurado en el intervalo correspondiente a la formación productiva

COMPLETACIÓN CON LINER RANURADO

Ventajas:• Se reduce al mínimo el daño a la

formación.• No existen costos por cañoneado.• La interpretación de los perfiles no es

crítica.• Se adapta fácilmente a técnicas

especiales para el control de arena.• El pozo puede ser fácilmente

profundizable.

Desventajas:• Dificulta las futuras reparaciones.• No se puede estimular selectivamente.• La producción de agua y gas es difícil de

controlar.• Existe un diámetro reducido frente a la

zona o intervalo de producción.

COMPLETACIÓN CON REVESTIDOR CAÑONEADO

Es el tipo de completación que más se usa en la actualidad, ya sea en pozos poco profundos (4000 a 8000 pies), como en pozos profundos (10000 pies o más). Consiste en correr y cementar el revestidor hasta la base de la zona objetivo, la tubería de revestimiento se cementa a lo largo de todo el intervalo o zonas a completar, cañoneando selectivamente frente a las zonas de interés para establecer comunicación entre la formación y el hoyo del pozo.

COMPLETACIÓN CON REVESTIDOR CAÑONEADO

Ventajas:• La producción de agua y gas es fácilmente

prevenida y controlada.• La formación puede ser estimulada

selectivamente.• El pozo puede ser profundizable.• Permite llevar a cabo completaciones adicionales

como técnicas especiales para el control de arena.• El diámetro del pozo frente a la zona productiva

es completo.• Se adapta a cualquier tipo de configuración

mecánica.

Desventajas:• Los costos de cañoneo pueden ser significativos

cuando se trata de intervalos grandes.• Se reduce el diámetro efectivo del hoyo y la

productividad del pozo • Pueden presentarse trabajos de cementación.• Requiere buenos trabajos de cementación.

COMPLETACIÓN SENCILLAEste tipo de completación es una técnica de producción mediante la cual las diferentes zonas productivas producen simultáneamente o lo hacen en forman selectiva por una misma tubería de producción. Este tipo de completación se aplica donde existe una o varias zonas de un mismo yacimiento. En completaciones de este tipo, todos los intervalos productores se cañonean antes de correr el equipo de completación. Además de producir selectivamente la zona petrolífera, este tipo de completación ofrece la ventaja de aislar zonas productoras de gas y agua. En caso de que la zona petrolífera no tenga suficiente presión como para levantar la columna de fluido hasta la superficie se pueden utilizar métodos de levantamiento artificial. Entre las variedades de este tipo de completación se tiene:

COMPLETACIÓN SENCILLA SIN EMPACADURA

COMPLETACIÓN SENCILLA CON EMPACADURA

`

EMPACADURAS

Son equipos que se conectan a la tubería a diferentes profundidades con la finalidad De aislar y sellar el espacio entre la tubería de producción y el revestidor, también se utiliza para separar zonas

TIPOS DE EMPACADURAS

•RECUPERABLES:

Se bajan con la tubería de producción y se pueden asentar por compresión, mecánica, e hidráulicamente. Después de asentada puede ser desasentada y recuperada con la misma tubería.

TIPOS DE EMPACADURAS

PERMANENTES:

Estas se pueden colocar con la tubería de producción o guaya y se pueden considerar como parte integrante de la tubería de revestimiento, ya que la tubería de producción se puede sacar y dejar la empacadura permanente asentada en el revestidor. Usualmente para desasentarla es necesario destruirla o fresarla, por lo que frecuentemente se les llama empacaduras perforables.

TIPOS DE EMPACADURAS

PERMANENTES RECUPERABLES:

Tienen las mismas características de las empacaduras permanentes pero pueden ser recuperadas del pozo cuando se requiera. Este tipo de empacadura se usa preferiblemente, en con medidas de presión y temperatura ( 7000 lppc y 350° F ).

COMPLETACIÓN MÚLTIPLESEs aquella que tiene como objetivo fundamental poner a producir dos o más yacimientos, en el mismo pozo y sin que se mezclen los fluidos de los diferentes yacimientos.

Ventajas

• Se obtienen tasas de producción más altas y menores tiempos de retorno del capital invertido.

• Para separar zonas que poseen distintos índices de productividad, con el fin de evitar que la zona de alta productividad inyecte petróleo en la zona de baja productividad.

• Para separar yacimientos con distintos mecanismos de producción,pues es indeseable producir yacimientos con empuje por gas con uno de empuje por agua.

• Para tener un control apropiado del yacimiento con el fin de evitar zonas drenadas de petróleo que estén produciendo agua o gas.

• Para producir zonas de petróleo por debajo de su tasa crítica.• Para observar el comportamiento de los yacimientos.

Desventajas

• Inversión inicial alta para la tubería de producción, empacaduras y equipos de guaya fina.

• Posibilidades de fugas a través de la tubería de producción y de los empaques y sellos de las empacaduras de producción.

• Dudas para llevar a cabo tratamientos de estimulación y conversión a levantamiento artificial por gas (gas lift).

• Probabilidades muy altas de que se originen pescados durante y después de la completación, lo que eleva los costos por equipos de pesca, servicios y tiempos adicionales de taladro.

COMPLETACIÓN MÚLTIPLES

COMPLETACIÓN DE DOBLE ZONA, CON UNA SARTA

Este tipo de completación utiliza

una sola tubería para producir una

zona aislada.Utiliza por lo general dos

empacadurassencillas.

De Doble zona con una sarta

DescripciónTipos

Este tipo de completación utiliza dos tuberías y dos empacaduras: una sencilla, que por lo general es de tipo permanente, y una dual hidráulica, la cual

puede ser convencional o de asentamiento selectivo.

Cualquiera de las zonas puede ser adaptada para

producir por levantamiento artificial.

Este diseño se puede completar con métodos para control de arena.

De dos zonas con dos sartas

DescripciónTipos

COMPLETACIÓN DE DOBLE ZONA, CON DOBLE SARTA

NIPLES DE ASENTAMIENTOSon dispositivos tubulares insertados en al tubería de producción que se colocan en el pozo a una determinada profundidad. Para fijar y asentar todo tipo de herramientas de control en la tubería, tales como tapones, válvulas de retención, herramientas de pruebas, colgador para la extensión de la tubería en trabajos de reacondicionamiento, válvula de seguridad, todos estos equipos / herramientas permiten controlar. Tienen un perfil mecanizado en su parte interior, que permite que se puedan instalar válvulas y tapones, colgar herramientas para controlar, aislar, probar, cerrar el pozo.

NIPLES

NIPLES DE ASIENTO.

Son dispositivos tubulares insertados en la tubería de producción. Internamente son diseñados para alojar un dispositivo de cierre para controlar la producción de la tubería.

`

TAPONES

• Son herramientas

empleadas para taponar la

tubería de producción y tener

la posibilidad de realizar así

trabajos de mantenimiento y

reparación superficial

PE X XN

TAPÓN “PE”

TAPONES

TAPÓNES DE ASIENTO “PX”

Este tipo de completación utiliza

dos tuberías de producción y tres empacaduras: una

sencilla y dos duales hidráulicas.

Cualquiera de las zonas puede ser adaptada para producir por

levantamiento artificial por gas.

De tres zonas con dos sartas

DescripciónTipos

COMPLETACIÓN DE TRIPLE ZONA, CON DOBLE SARTA

`

MANGAS

son equipos que se conectan a la

Tubería, con la finalidad de

permitir la comunicación entre la

Tubería de producción y el espacio

anular y/o las zonas productoras.

`

FUNCIONES DE LAS MANGAS

• Permite establecer el flujo en ambas direcciones, es decir, hacia

el yacimiento en caso de inyección y hacia la tubería en caso

de producción.

• Recibir en su parte superior equipos de control de flujo.

MANGAS DE CIRCULACIÓN

Usos de las Mangas • Abrir o cerrar la producción de una zona (arena). • Instalar dispositivos reguladores. • Efectuar estimulaciones. • Controlar el pozo. • Lavar arena. • Instalar bomba para el método de levantamiento

artificial por bombeo hidráulico. • Circular el pozo. • Levantamiento artificial por gas (gas lift). • Levantamiento artificial por nitrógeno. • Instalar un tapón para probar tubería o asegurar el

pozo.

CONSIDERACIONES DE SEGURIDAD DURANTE LA COMPLETACIÒN DE POZOS

En una completación se debe contar por lo menos con dos sistemas de seguridad. Usualmente, los dos fundamentales son: el fluido para controlar el pozo y la válvula impide – reventones (BOP).

- El Fluido de control debe poseer propiedades adecuadas para no dañar la formación. Por lo tanto, se debe tener un adecuado análisis que permita determinar la densidad óptima del fluido de control, así como su composición.

CONSIDERACIONES DE SEGURIDAD DURANTE LA COMPLETACIÒN DE POZOS

- Es necesario probar los rams de la válvula impide – reventones (BOP) antes de usarla en la completación. Esto permite determinar la capacidad que posee la válvula para controlar el pozo. Por lo tanto, se debe contar con válvulas cuyas roscas sean adecuadas para colocar en la tubería y con una presión del trabajo igual al BOP.

CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO DE COMPLETACIÒN DE POZOS

• Para el diseño de la completación de pozos se deben tomar en cuenta los siguientes factores:– Factores Ambientales– Restricciones del entorno – Recursos Disponibles

CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO DE COMPLETACIÒN DE POZOS

- Tasa de Producción.- Tècnica de Producciòn- Estimulaciòn Futura.- Metodos de reparaciones futuras.- Posibilidad de inyecciònde fluido.- Dispositivos de Seguridad.

Los recursos son los elementos que ayudan a que el sistema logre sus objetivos. Los recursos pueden mejorarse.

Recursos Disponibles

- Cementaciòn primaria.- Daño de Formación.- Conificaciòn de Agua o Gas.- Corrosiòn

Las restricciones son factores que impiden que el sistema funcione bien todo el tiempo.

Restricciones del Entorno

- Ubicación del Pozo.- Profundidad- Presiòn y temperatura del yacimiento.- Configuración del yacimiento.- Mecanismo de producción del yacimiento- Caracterìsticas de los fluidos de las rocas.

Son aquellos factores que influyen en el sistema o que lo limitan, pero acerca de los cuales no puede hacerse nada.

Ambientales

TiposDescripciònFactores

EQUIPOS DE COMPLETACIÓN

Los equipos de completación de subsuelo son aquellos que se instalan en la tubería de producción y permiten alojar los equipos de control del flujo.

TDH / REST EMP / TAPON DES @ 6390’

REV 9 5/8” @ 646’

S5(6395’-6400’)

R4L(6280’-6286’)

MANDRILES @ 1336’, 2489’

3489’, 4273’, 4932’, 5654’

NIPLE E @ 5800’

CAMISA@ 5697’

REV 5 1/2”x 17 # @ 6710’C.F @ 6650’U3(6630’-6640’)TDH @ 6618’TDH @ 6614’

M3(5894’-5899’)TDH @ 5885’M2(5883’-5893’)M1L(5850’-5865’)M1U(5842’-5852’)

EMP HID @ 5763’ON OFF TOOL @ 5731’

V2 @ 316’

ON OFF TOOL

EQUIPOS DE COMPLETACIÓN

TDH / REST EMP / TAPON DES @ 6390’

REV 9 5/8” @ 646’

S5(6395’-6400’)

R4L(6280’-6286’)

MANDRILES @ 1336’, 2489’

3489’, 4273’, 4932’, 5654’

NIPLE E @ 5800’

CAMISA@ 5697’

REV 5 1/2”x 17 # @ 6710’C.F @ 6650’U3(6630’-6640’)TDH @ 6618’TDH @ 6614’

M3(5894’-5899’)TDH @ 5885’M2(5883’-5893’)M1L(5850’-5865’)M1U(5842’-5852’)

EMP HID @ 5763’ON OFF TOOL @ 5731’

V2 @ 316’

ON OFF TOOL

ON OFF TOOL

Herramienta de conexión utilizada en la completación con Sistema Artificial Gas lift. Permite

desacoplar parte de la sarta de Tubería, en caso de realizar un

servicio al pozo.

Camisa o Manga

Son equipos del tipo de comunicación o separación e instalados en la tubería de producción. Estas permiten traer pozos a producción, controlar pozos, lavar arenas y la producción de pozos de múltiples zonas, recibir en su parte superior equipos de control de flujo.

Mandriles Válvula(Gas Lift)

Son herramientas diseñadas para instalar en ellas controles de flujo, como válvulas para el levantamiento artificial con gas en la tubería de

producción

Empacadura

Es una herramienta de fondo que se usa para proporcionar un sello entre la

tubería de producción y la tubería de revestimiento. Su función es evitar el

movimiento vertical de fluidos, desde la empacadura por el espacio anular.

Niple No Selectivo (No – Go)

No permiten el paso de la herramientas de control de flujo (tapones, separation tool, packoff, válvulas de seguridad) debido a la restricción interna que presentan no pasa (no-go). Solo deben ser instalados en la punta de la tubería.

Niple Selectivo

Son dispositivos que permiten el paso de las herramientas de control de flujo (tapones, separation tool, packoff, válvulas de seguridad) a

través de ellos. Pueden ser instalados en cualquier punto de la

tubería.

ON OFF TOOL

Herramienta de conexión utilizada en la completación con Sistema Artificial Gas lift.

On Off Tool

Permite desacoplar parte de la sarta de Tubería, en caso de realizar un servicio al pozo.

MANDRILES CON BOLSILLO LATERAL

Estos son diseñados para instalarse en los controles de flujo, como válvulas para levantamiento artificial con gas, en la tubería de producción. Existen dos tipos básicos de estos mandriles. El primer tipo, consiste en un mandril estándar, con perforaciones en el lado exterior de la camisa hacia el revestidor y el fondo de la misma está comunicado con la tubería de producción.

MANDRIL PORTÁTIL CON VÁLVULA DE INYECCIÓN DE

GAS LIFT

FLUIDO DE COMPLETACIÓN

TUBERIA DE EDUCCIÓN

REVESTIDOR

MANDRIL PORTÁTIL CON VÁLVULA DE INYECCIÓN DE

GAS LIFT

MANDRIL PORTÁTIL CON VÁLVULA DE INYECCIÓN DE

GAS LIFT

GASINYECTADOLINEA DE PRODUCCIÓN

EMPACADURA DE PRODUCCION SENCILLA

MANDRILES CON BOLSILLO LATERAL

En el segundo tipo, las perforaciones están en el interior hacia la tubería de producción y el fondo de la misma está en contacto con el espacio anular. Las válvulas que se instalan en estos mandriles se clasifican en dos grupos: recuperables con guaya fina y no recuperables con guaya fina. Las no recuperables con guaya son poco usadas debido a que el reemplazo de alguna de ellas ameritaría sacar la tubería de producción, sustituirla y luego introducirla de nuevo en el pozo.

VÁLVULA DE GAS LIFT

Son básicamente reguladores de presión de fondo, utilizan el efecto de presión actuando sobre el área de un elemento de la válvula ( fuelle, punta de vástago entre otros.Permitiendo de esta manera el paso del gas desde la tubería de revestimiento hacia la tubería de producción

LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL POR GAS (LAG).

Este tipo de Método de Levantamiento Artificial permite:

• Manejar grandes volúmenes de hidrocarburo, agua y sedimentos.

• Distribuir gas a varios pozos con una sola planta de compresión.

• Recuperar las válvulas con guaya fina o tubería.

Valvulade gaslift

Tuberia de Producción

Empacadura

Perforaciones en la Tuberia de Revestimiento

Gas