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GEOMECNICAY SUS

APLICACIONES A

LA INDUSTRIA DELPETRLEO

Juan Jos Martnez GamboaSebastin Quiceno Prez

ENFOQUE

INTEGRADO A LAEVALUACIN YCONTROL DE LAINESTABILIDAD DEPOZO EN ELCAMPO CUSIANA

SPE 30464

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INTRODUCCIN

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LOCALIZACIN GEOGRFICA

NATURALEZA DEL PROBLEMA

CONFIGURACIN GEOLGICA

ENFOQUE HACIA LA SOLUCIN

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LOCALIZACIN GEOGRFICALocalizacin del Campo Cusiana

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Fuente: Luis E. Soto, Cusiana Field: Understanding the Reservoir andImproving Depletion History* BP Exploration, Bogota, Colombia

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NATURALEZA DEL PROBLEMALos problemas ms grandes durante la perforacinestn relacionados con el ensanchamiento delhueco, resultando en grandes cantidades dederrumbes.

Problemas relacionados con:

Limpieza del huecoPega de tuberaCementacin deficienteNecesidad de desviar los pozos (sidetrack)

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NATURALEZA DEL PROBLEMALos enfoques convencionales para resolver este tipode problemas no eran exitosos.

Al principio hubo cierta resistencia a aceptar lanecesidad de una nueva metodologa quepermitiera tratar el problema.

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IncrementoPeso del lodo (MW) IncrementoPrdidas de circulacinDao del pozo

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CONFIGURACIN GEOLGICA

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Direccin del mximoesfuerzo horizontal

El ambiente tectnicoactual se caracterizapor empujes activoshacia el sureste,direccin asumida delmximo esfuerzohorizontal.

FUENTE: MODIFICADO DE: ENFOQUE INTEGRADO A LA EVALUACIN Y CONTROL DE LA INESTABILIDAD DE POZO EN EL CAMPO CUSIANA, SPE 30464

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CONFIGURACIN GEOLGICALas perforaciones ms problemticas se presentaronen la formacin Carbonera , una secuenciaalternante de arenas y arcillas.

Prdida de lodo y reduccin del dimetro delhueco:Unidades arenosas C1, C3, C5 y C7

Ensanchamiento del hueco:Unidades arcillosas C2, C4, C6 y C8

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CONFIGURACIN GEOLGICA

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Well Trajectory

C-1

C-1C-2

C-2C-3

C-3

C-4

C-4 C-5C-5 C-6C-6C-7

C-7C-8

C-8

FUENTE: MODIFICADO DE: ENFOQUE INTEGRADO A LA EVALUACIN Y CONTROL DE LA INESTABILIDAD DE POZO EN EL CAMPO CUSIANA, SPE 30464

ARENOSASC1C3C5C7

ARCILLOSASC2C4C6C8

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ENFOQUE HACIA LA SOLUCINEstablecimiento de un equipo multidisciplinario ymultiestamentario responsable de ayudar a lareduccin de costos asociados a la inestabilidad delpozo.

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Solucin:Manejar la inestabilidaden lugar de tratar deresolver el problema

totalmente.

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ENFOQUE HACIA LA SOLUCINSolucin prctica propuesta involucraba unacombinacin de factores como:

Peso del lodoFormulacin del lodo

Monitoreo de las condiciones del hueco entiempo real

Limitantes:Cada grupo de perforacin se concentraba enresolver sus propios problemas y ladocumentacin de los casos exitosos oproblemticos era escasa.

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DIAGNSTICO DELPROBLEMA

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OBSERVACIONES PRELIMINARES

ESTABLECIMIENTO DEL PLAN

INICIATIVAS DE ADQUISICIN DE DATOS

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OBSERVACIONES PRELIMINARESGeometra del pozoInestabilidad por esfuerzos horizontalesIntercalaciones de Lutitas y ArenasAlto peso del lodo poco exitoso

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NECESIDAD DE UN PLAN!!!2 Km

Yopal Block CusianaBlock

LlanosBlock

Top Leon FmTop Carbonera Fm

Well A Well B Well C

0.

3000

6000

9000

12000

15000

18000

21000

NW

SE

Fuente: Luis E. Soto, Cusiana Field:Understanding the Reservoir andImproving Depletion History* BPExploration, Bogota, Colombia

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ADQUISICIN DE DATOSImgenes del pozo. (Geometra, fracturas, fallas)

Caracterizacin y monitoreo de cavings

Mediciones de esfuerzos

Ncleos de la FM Carbonera

Registros (Caliper)

Tcnicas para MWD

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IMPLEMENTACINDEL PLAN

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IDENTIFICACIN DE LOS MECANISMOS DEDEFORMACIN

CARACTERIZACIN DEL ESTADO DE

ESFUERZOSCARACTERIZACIN DE LAS PROPIEDADESMECNICAS Y LA SENSIBILIDAD QUMICA

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MECANISMOS DE DEFORMACIN

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Esfuerzos tectnicos

Grandesesfuerzoshorizontalesocasionanbreakouts en lacara de pozo.

Presiones de poroanormales y zonassobrepresionadas

Registros snicosrevelaron altostiempos detrnsito de ondascompresivas enlas unidadesarcillosas deCarbonera.

Fracturas

La infiltracin delodo de altopeso en lasfracturas podrareducir laresistencia brutade la roca atravs deesfuerzosefectivosreducidos y/olubricacin delas superficies defractura.

PRESION DEPORO

ANORMAL

ESFUERZOTECTNICO

FRACTURAS

Fig. Tres mecanismos posibles de inestabilidad

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MECANISMOS DE DEFORMACINPor medio de la evaluacin de datos existentes yrecientemente adquiridos, se estableci que elmecanismo predominante eran las fallas inducidaspor esfuerzos en limolitas naturalmente fracturadas.

Se determin que segn la litologa, los problemas sepresentaban de forma diferente.

Una de las observaciones ms destacadas conduceal hecho de que la resistividad disminuye con eltiempo de exposicin al lodo, lo cual sugiere que lainfiltracin de lodo es un mecanismo que contribuyea los problemas operacionales.

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ESTADO DE ESFUERZOSLa direccin del esfuerzo horizontal mximo esaproximadamente noroeste sureste, como era deesperarse de la configuracin geolgica.

Esta direccin fue determinada principalmente por medio del anlisis de los breakouts en pozosverticales usando los datos de los registros Caliper ylas fotografas de la cara del pozo.

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PROPIEDADES MECNICAS YSENSIBILIDAD QUMICALa caracterizacin de las rocas proporcion losvalores cuantitativos de sus propiedades mecnicas

para ser usados en los modelos de esfuerzosregionales y estabilidad de pozo.

Descripcin litolgica de la rocaComposicin mineralgicaPorosidadResistencia como funcin de la presin deconfinamiento

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PROPIEDADES MECNICAS YSENSIBILIDAD QUMICAEn menor escala, muchas de las rocas analizadaspresentaban un patrn poligonal del microfracturas ,de origen desconocido, el cual podra proporcionar los planos de debilidad, a lo largo de los cualesmuchos ncleos fallaron durante las pruebas.

Las pruebas de resistencia de roca demostraron quelos ncleos de rocas que estuvieron expuestas a losfluidos de perforacin eran ms dbiles queaquellos que no haban tenido contacto algunocon el lodo.

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HERRAMIENTA DEPLANEACIN

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MODELO CONCEPTUAL

CALIBRACIN DE ESFUERZOS

EVOLUCIN DEL MODELO PRCTICO

RECOMENDACIONES PARA EL MW

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1.PRDIDAS EN ARENAS 2. LUTITAS: DETERIORO

DEL HUECO

MODELO CONCEPTUAL

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Propiedades dela roca

EsfuerzosIn situ

Mecanismosde

deformacin

Estimacionescuantitativas de laventana del lodo

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EVOLUCIN DEL MODELO PRCTIC

Modelo

Datos de campo

Calibracin

Clculos en pozosverticales

Peso mnimo ymximo de lodo

Mohr-Coulombelastic-brittle

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RECOMENDACIONES PARA EL MW

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El peso mximo de lodo, basado en el estrs mnimo, esafectado por la presencia de fallas

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RESULTADOS OBTENIDOS

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CONCLUSIONESEl uso de datos integrados, modelos y personalexperto de mltiples compaas permiti obtener una solucin prctica, cuyos resultados han sidodemostrados en una configuracin geolgicacompleja, donde la inestabilidad de pozo no

respondi al tratamiento convencional.Todo el proceso, desde el modelo conceptualhasta la herramienta de planeacin, hademostrado la importancia de una organizacinsistemtica de la informacin disponible,reconociendo las limitaciones de los modelos deestabilidad de pozo convencionales, yempleando nuevos enfoques como elmodelamiento geomecnico.

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CONCLUSIONESEl monitoreo de cavings, el corazonamiento delutitas, las imgenes del pozo y las medicionesmientras se perfora han sido utilizadasextensamente y deberan ser consideradas enotras situaciones donde las condiciones deperforacin sean difciles.

El mejoramiento del desempeo de las futurasperforaciones vendr de la evaluacin delimpacto de la trayectoria del pozo en lascondiciones del hueco, del tiempo en el deteriorodel hueco, y el entendimiento de la evolucin dela geometra del hueco en las rocas fracturadas.

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BIBLIOGRAFA