Disparos en Pozos Petroleros

7/25/2019 Disparos en Pozos Petroleros

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INTRODUCCIN

Para obtener la produccin de hidrocarburos en un pozo es la terminacin de laoperacin de los disparos, la cual consiste en perforar la tubera de re!estimiento,cemento " formacin para asi poder establecer una comunicacin entre el pozo " los

fluidos del "acimiento

#a optima produccin de un pozo demanda dise$os cuidadosos, para poder obtenerconductores limpios durante los disparos%

Un dise$o ptimo se refiere a la me&or eleccin " ma"or eficiencia del sistema dedisparos, car'as, ca$ones, fase, el di(metro de los orificios, la densidad del disparo,como una buena produccin aun despu)s de *ue un porcenta&e de los disparos setaponen a medida de *ue !a produciendo el pozo%

#a correcta seleccin del sistema de disparos es de importancia rele!ante "a *ue deesto depender( la producti!idad del pozo " la disminucin de inter!encionesadicionales%

Por tal moti!o los disparos de pozos de petrleo o 'as, deben dise$arse de modo *uese minimice las futuras reparaciones " se alar'ue al m(+imo la !ida til del pozo%

#a tecnolo'a &ue'a un papel importante en la construccin de car'as " disparos "a*ie es posible encontrar en el mercado un 'ran numero opciones para esta operacin%

-# PROC-.O D- DI.P/ROTodo pozo entubado debe ser disparado para *ue los fluidos flu"an desde el subsueloo sean in"ectados en el fondo del pozo%#a operacin de ca$oneo no es una t)cnica aislada se debe prestarle atencinparticular en la seleccin del di(metro de la tubera, "a *ue )ste condicionar( eldi(metro e+terior de los ca$ones " los cuales tendr(n ma"or o menor penetracin deacuerdo a )ste%

#a car'a moldeada o perforador &et es el componente e+plosi!o *ue crea laperforacin " usa la misma tecnolo'a *ue las armas desarrolladas durante la

.e'unda 0uerra 1undial% -stas car'as moldeadas son dispositi!os sencillos,conteniendo tan solo tres componentes% .in embar'o, la optimizacin del desempe$ode la car'a no es un asunto f(cil debido a la fsica de colapso del liner " blanco depenetracin% #as condiciones din(micas e+tremas *ue e+isten durante el colapso "penetracin in!olucran c(lculos concernientes a elasticidad, plasticidad,hidrodin(mica, mecanismos de fractura " caracterizacin de materiales%


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-l proceso de colapso del liner " formacin del &et comienza con la detonacin de labase de la car'a% Una onda e+pansi!a se e+tiende a tra!)s del e+plosi!o, liberando*umicamente ener'a% 0ases a altas presiones en el frente de detonacin lle'an amedir apro+imadamente 2 a 3 millones de psi e imparte mpetu, forzando al liner acolapsar en si mismo a lo lar'o de un e&e de simetra% Diferentes caractersticas de

colapso " penetracin resultar(n dependiendo en la forma " material del liner% .i la'eometra del liner es cnica un lar'o " del'ado &et ser( formado% -n este caso, lapenetracin del &et en el ob&eti!o es relati!amente profunda, " la 'eometra del huecoes pe*ue$a%

.i el liner es parablico o hemisf)rico un &et mucho m(s masi!o, pero mas lento ser(formado, creando una penetracin poco profunda con un di(metro de huecorelati!amente 'rande% Debido a *ue el dise$o del liner tiene una tremenda influenciasobre las caractersticas de penetracin de una car'a formada, la forma del liner esusada para cate'orizar los perforadores &et como de penetracin profunda 4DP5 o

a'u&ero 'rande 4675% #as car'as DP tpicas crean di(metros de huecos entre 8%9 " 8%3pul'adas con profundidades de penetracin en hormi'n de una a !arias docenas depul'adas% #as car'as DP son usadas principalmente para perforar formaciones duras%#as car'as 67 son usadas 'eneralmente para perforar formaciones no consolidadas*ue re*uieren al'una forma de control de arena% #as car'as 67 son dise$adas condi(metros de hueco entre 8%: " ;%3 pul'adas para facilitar la colocacin de arena, " laspenetraciones son normalmente de < pul'adas o menos%

DI.-=O

-l dise$o de los disparos constitu"e una parte inte'ral del planeamiento de laterminacin en el se toma en cuenta las condiciones del "acimiento, lascaractersticas de la formacin " las e+i'encias del pozo%

-n la industria petrolera de manera 'eneral " en particular en la ecuatoriana, lossistemas de los disparos utilizados podemos enmarcarlos en dos 'randes 'rupos>disparos con ?ireline " disparos con ca$ones transportados por tubera o TCP4Tubin' Con!e"ed Perforatin'5%

-+isten factores *ue afectan los resultados de los disparos " *ue son considerados

para un me&or dise$o>

Taponamiento de los disparos-l taponamiento de los disparos se da por los residuos del recubrimiento metalico "este puede ser mu" se!ero estos se forman pero a su !ez son acarreados al fondo dela'u&ero en forma de partculas del tama$o de arena o m(s pe*ue$as%

Para e!aluar este tipo de taponamiento no se recomienda el uso de las pruebas


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superficiales a presin atmosf)rica "a *ue los residuos frecuentemente son des!iadosde los disparos a la presin atmosf)rica%

#os disparos tienden a llenarse con roca triturada de la formacin, con slidos de lodo," residuos de las car'as cuando se dispara en lodo% -stos tapones no son f(cilmente

remo!idos por el contra flu&o%

Cuando est(n taponadas, o parcialmente obturadas, una o m(s zonas en un"acimiento estratificado, las pruebas de formacin, las de produccin " las medicionesdel ndice de producti!idad, pueden proporcionar una e!aluacin errnea sobre elda$o del pozo

-fecto de la presin diferencialCuando se dispara en lodo, con una presin diferencial hacia la formacin, losdisparos se llenan con partculas slidas de lodo de la formacin " residuos de las

car'as, produciendo un taponamiento permanente " reduciendo la producti!idad delpozo%

Para formaciones de carbonato es aconse&able punzonar con 7Cl o (cido ac)tico,para obtener una alta producti!idad, pero 'eneralmente se ca$onea con fluidoslimpios

-+isten dos t)cnicas *ue pueden aplicarse durante la e&ecucin de los disparos>@ .obre A balance

@ P% hidrost(tica B P% formacin@ 6a&o A balance@ P% hidrost(tica P% formacin

-l ob&eti!o de una terminacin sobrebalanceada es fracturar la formacin al momentodel disparo%Despu)s de de&ar fluir el pozo, es posible *ue aun se ten'a una perforacinparcialmente taponada " una zona compactada de ba&a permeabilidad%

Cuando se tiene una terminacin diferencial ba&obalanceada, los residuos de las

car'as " la zona comprimida podran ser e+pulsados por la accin del brote de fluidode terminacin%

Disparar el pozo con una presin diferencial a fa!or de la formacin es recomendablepara obtener la limpieza de los a'u&eros%

1as sin en cambio usar presiones diferenciales mu" altas es inadecuado "a *ue no seobtiene nin'una me&ora en el proceso de limpiado, " esto impide el flu&o atra!es de la


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perforacin, o a su !ez un colapso de la TR%

Para calcular la presin diferencial a establecer durante el disparo se deber(nconsiderar los si'uientes factores>

@ 0rado de consolidacin de la formacin@ Permeabilidad de la formacin@ Eluido en los poros@ Presin de colapso de las tuberas " e*uipo@ 0rado de in!asin del fluido de perforacin@ Tipo de cemento

-fecto de usar fluidos limpios#a producti!idad del pozo, en todos los pozos de arena " carbonato, ser( ma+imizadapor el disparo en aceite o salmuera limpios con una presin diferencial a fa!or de la

formacin, adem(s, es necesario tener un periodo de limpieza de los disparos%-fecto de la resistencia a la compresin#a penetracin " tama$o del hueco hechos por los disparos son reducidos cuandoaumenta la resistencia de compresin del casin', cemento " roca de formacin%

Determinacin de la densidad de los disparos#a densidad de los disparos 'eneralmente depende del ritmo de produccinre*uerido, la permeabilidad de la formacin " la lon'itud del inter!alo disparado% Parapozos con alta produccin de aceite " 'as, la densidad de los disparos debe permitirel 'asto deseado con una cada de presin razonable% 0eneralmente son adecuados

F disparos por pie de 8%3 pul'%, siendo satisfactorio uno o dos disparos por pie para lama"ora de los pozos con produccin ba&a% -n los pozos *ue ser(n fracturados, losdisparos se planean para permitir la comunicacin con todas las zonas deseadas%Para operaciones en arenas consolidadas, 'eneralmente se prefieren F disparos porpie de di(metro 'rande% Para terminaciones con empa*ue de 'ra!a se prefieren de Fa < disparos por pie de 8%G3 pul'% de di(metro o ma"ores%

#os disparos de F o m(s car'as por pie en tuberas de re!estimiento de di(metrope*ue$o " de ba&a resistencia, con ca$ones con car'as e+puestas, pueden a'rietar latubera de re!estimiento% Tambi)n el cemento puede fracturarse se!eramente, siendo

necesario efectuar cementaciones forzadas para controlar la produccin indeseablede a'ua o 'as% #os coples de las tuberas de re!estimiento de alta resistencia puedenda$arse al efectuar mltiples disparos sobre ellos%

#imitaciones de presin " temperaturaComo re'la 'eneral, las car'as de alta temperatura no deben ser empleadas enpozos con un ran'o de temperatura entre 288F88 HE% -sta recomendacin estabasada en lo si'uiente>


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@ /l'unas car'as de alta temperatura pro!een ba&a penetracin%@ .on menos sensibles, lo *ue puede pro!ocar un incremento en las fallas%@ -stas car'as son m(s costosas%@ 7a" menos opcin de seleccin%

Cuando se usa car'as de ba&a temperatura " estamos operando en los lmitesm(+imos de operacin de temperatura las si'uientes opciones pueden serconsideradas>

@ #os pozos pueden ser circulados con fluidos *ue ten'an ba&a temperatura, esto serealiza para ba&ar la temperatura de la formacin " zona circundante esto es aplicablepara ca$ones throu'h tubin', los cuales pueden ser corridos inmediatamente despu)sde *ue el fluido ha sido parado%@ .i e+iste al'una duda en cuanto a si el lmite de temperatura de los ca$ones puede

ser alcanzado antes de disparar los ca$ones, los detonadores de alta temperaturapueden ser empleados en ca$ones e*uipados con car'as con!encionales de ba&atemperatura% -sta opcin pre!endr( punzonamientos accidentales en un inter!aloerrneo debido a la alta temperatura del fondo del pozo% #as car'as e+puestas a unaalta temperatura *uemaran sin punzonar el casin', a menos *ue se disparen con unca$n con detonador%

Da$os del cemento " la tubera de re!estimiento#os ca$ones con car'ador de tubo absorben la ener'a no empleada al detonar las

car'as% -sto e!ita el a'rietamiento de la tubera de re!estimiento " elimina!irtualmente *ue el cemento se res*uebra&e% Con el uso de los ca$ones a balacon!encionales no se da$an mucho las tuberas de re!estimiento% #os ca$ones achorro con car'as e+puestas, como las de tipo encapsuladas o en tiras, puedencausar la deformacin, fracturamiento " ruptura de la tubera de re!estimiento, ascomo un notable a'rietamiento del cemento% #a cantidad de e+plosi!o, el 'rado deadherencia de la tubera de re!estimiento con el cemento, la densidad de los disparos,el di(metro de la tubera de re!estimiento " la Jmasa resistenciaK de la tubera dere!estimiento, son factores *ue afectan el a'rietamiento de las tuberas dere!estimiento e+puestas a disparos con car'as a chorro%

Control del claro de los ca$onesUn claro e+cesi!o con cual*uier ca$n a chorro puede ocasionar una penetracininadecuada, un a'u&ero de tama$o inadecuado " una forma irre'ular de los a'u&eros%#os ca$ones a bala deber(n 'eneralmente dispararse con un claro de 8%3 p'%, parae!itar una p)rdida apreciable en la penetracin% 0eneralmente los ca$ones a chorrocon!encionales de di(metro 'rande, presentan poco problema, e+cepto cuando se


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disparan en tuberas de re!estimiento de L 3M< p'% ma"ores%

-l control del claro puede lo'rarse a tra!)s de resortes tipo deflectores, ma'netos, "otros procedimientos% Dos ma'netos, uno localizado en la parte superior " el otro en elfondo de las pistolas *ue se corren a tra!)s de la tubera de produccin, se necesitan

'eneralmente, para aumentar la probabilidad de obtener un claro adecuado%Dependiendo del dise$o de los ca$ones " las car'as, 'eneralmente se obtiene unam(+ima penetracin " tama$o de a'u&ero con claros de 8 a 8%3 p'%, cuando se usanca$ones a chorro%

#a distancia entre ca$n " casin' !iene dado por el di(metro del canon a usarse endeterminado casin'% .e debe tomar en consideracin *ue al tener el ma"or di(metrode ca$n se pueden ubicar dentro de )stos car'as de ma"or tama$o " por tanto tenerma"or penetracin en los disparos o ma"or densidad de disparos% Por otro ladotenemos limites en cuanto al tama$o del ca$n a meter en un casin' "a *ue lue'o

*ue el ca$n ha sido disparado su di(metro e+terno cambia " se debe tener en cuenta*ue si su di(metro e+terno aumenta demasiado, de pronto se puede *uedar atoradoen el fondo " seria mu" difcil el pescarlo por el pe*ue$o espacio entre el casin' " elca$n%

1edicin de la profundidad-l m)todo aceptado para ase'urar un control preciso en la profundidad de losdisparos consiste en correr un re'istro localizador de collares 4CC#5 con los ca$ones," medir la profundidad de los collares *ue han sido localizados, respecto a lasformaciones, usando re'istros radioacti!os%

Pastillas radioacti!as pueden ser insertadas dentro de la sarta de ca$oneo paraa"udar en la localizacin e+acta de profundidad del disparo con un re'istro de ra"os'amma%

Penetracin contra tama$o del a'u&ero%/l dise$ar cual*uier car'a moldeada puede obtenerse una ma"or penetracinsacrificando el tama$o del a'u&ero% Debido a *ue una m(+ima penetracin parece serm(s importante, con fundamento en los c(lculos tericos de flu&o, se a sacrificado el

tama$o del a'u&ero% Cuando se perforan tuberas de re!estimiento de alta resistencia" de pared 'ruesa, o formaciones densas de alta resistencia, probablemente sere*uiera una penetracin m(+ima an cuando el tama$o del a'u&ero sea reducidohasta 8%F p'% .in embar'o, en situaciones normales, debido a la dificultad en remo!erel lodo, los residuos de las car'as, la arena " las partculas calc(reas de un disparodel di(metro " la formacin, deber( normalmente tener un di(metro mnimo deentrada de 8%3 p'%, con un a'u&ero liso " de tama$o uniforme de m(+ima penetracin


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Eactores 0eom)tricos del disparo#a 'eometra de los a'u&eros hechos por las car'as e+plosi!as en la formacin influ"een la Relacin de Producti!idad del pozo " est( definida por los Eactores0eom)tricos% -stos determinan la eficiencia del flu&o en un pozo disparado " son>@ Penetracin

@ Densidad de car'as@ Ease an'ular entre perforaciones@ Di(metro del a'u&ero 4del disparo5Otros factores 'eom)tricos *ue pueden ser importantes en casos especiales son>

Penetracin parcial, des!iacin del pozo, echados de la formacin " radio de drena&e%

Tipo de pistolas " Car'as

Un sistema de disparo consiste de una coleccin de car'as e+plosi!as, cordndetonante, estopn " portacar'as% -sta es una cadena e+plosi!a *ue contiene unaserie de componentes de tama$o " sensiti!idad diferente " puede ser ba&ado concable "Mo con tubera%

Pistolas ba&adas con cable-l sistema de Disparo 6a&ado con Cable 4?ireline5 puede usarse antes de introducir latubera de produccin, o despu)s de introducir la tubera de produccin%#a !enta&a de efectuar el disparo pre!io a la introduccin del apare&o es *ue sepueden emplear ca$ones de di(metro m(s 'rande, 'enerando un disparo masprofundo%

#os componentes e+plosi!os son montados en un portacar'as el cu(l puede ser untubo, una l(mina un alambre% #os portacar'as se clasifican en>

a5 Recuperables 4no e+puestas5b5 .emidesechables 4e+puestas5c5 Desechables 4e+puestas5

Recuperables> -n los sistemas recuperables 4no e+puestas5, los residuos de lose+plosi!os " l(mina portadora son recuperados " pr(cticamente no *ueda basura enel pozo% -n este sistema no est(n e+puestos los e+plosi!os a la presin " ambientedel pozo, lo cu(l lo hace mas adecuado para ambientes hostiles%

Desechables> -n los disparos desechables, los residuos de las car'as, cordn,estopn " el sistema portador 4#(mina, alambre, uniones de car'as5 se *uedan dentrodel pozo de&ando una considerable cantidad de basura% Una !enta&a es *ue al no estarcontenidas las car'as dentro de un tubo, pueden ser de ma"or tama$o con lo *ue se


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obtiene una ma"or penetracin% #a principal des!enta&a es *ue los componentese+plosi!os est(n e+puestos a la presin " fluido del pozo, por lo *ue, normalmente,este sistema est( limitado por estas condiciones%

.emidesechable> -ste sistema es similar al desechable con la !enta&a de *ue la

cantidad de residuos de&ados en el pozo es menor, "a *ue se recupera el portacar'as%

Pistolas ba&adas con tubera-n el sistema de Disparo 6a&ado con Tubera 4TCP5, el ca$n es ba&ado al inter!alode inter)s con tubera de traba&o% / diferencia de las ca$ones ba&ados con cable, eneste sistema solo se utilizan portacar'as entubados, adem(s la operacin de disparospuede ser efectuada en una sola corrida, lo cu(l fa!orece la t)cnica de disparos ba&obalance%

-l ob&eti!o fundamental de este sistema es crear a'u&eros profundos " 'randesfa!oreciendo la producti!idad del pozo% -ste sistema es recomendado 4si lascondiciones mec(nicas lo permiten5 cuando se dispara en doble tubera dere!estimiento, esto con la finalidad de 'enerar una penetracin adecuada del disparo%@Throu'h tubin'

#os disparos ba&ados a tra!)s de la tubera de produccin con cable el)ctrico, sonutilizados ampliamente para disparar pozos productores o in"ectores, por*ue se

puede aplicar un diferencial pe*ue$o de presin est(tico a fa!or de la formacin *uepuede ser usada sin soplar las herramientas hacia arriba, no es suficiente pararemo!er " eliminar los restos de las car'as " la zona compactada creada alrededordel orificio perforado% -s i'ualmente preocupante la penetracin de las pe*ue$ascar'as utilizadas " la fase de disparos de este sistema, estas car'as no puedenpenetrar en la formacin ", frecuentemente tampoco atra!iesan la zona da$ada por ellodo de perforacin%

Otra des!enta&a es *ue el pe*ue$o diferencial de presin a fa!or de la formacin, solose puede aplicar en la primera zona o inter!alo a disparar, por limitaciones en el

lubricador, punto d)bil del cable el)ctrico o en la tubera de produccin%

enta&as del sistema Throu'h tubin' 0un#as principales !enta&as de esta t)cnica son las si'uientes>

@ #os pozos pueden ser perforados con un pe*ue$o ba&o balance, lo cual permite *uelos fluidos de formacin limpien las perforaciones efectuadas%@ Para la completacin de una nue!a zona o reacondicionamiento de una zona


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e+istente no se re*uiere el uso de taladro%@ Un re'istro CC# permite un posicionamiento preciso en profundidad%

Des!enta&as del sistema Throu'h tubin' 0un#a principal limitacin de este m)todo es>

@ Debido a *ue el disparo es ba&ado a tra!)s del tubin', pe*ue$as car'as sonutilizadas, obteniendo reducidas penetraciones, para lo'rar penetraciones ma"orescon este sistema, el ca$n usualmente es posicionado contra el casin' para eliminarla p)rdida de rendimiento cuando se perfora a tra!)s de l*uido en el pozo% -stearre'lo re*uiere una fase del ca$n a 8o%

T)cnica de ?ireline Con!encional

-ste sistema de disparo se lo realiza utilizando una unidad de cable el)ctrico, el

e*uipo necesario para realizar el ca$oneo se muestra en la fi'ura 9%;, los portadoresde car'a &et son los dispositi!os m(s usados para lo'rar este propsito% -l ca$oneodebe ser realizado en condiciones de sobrebalance hacia la formacin, es decir, *uela presin hidrost(tica necesaria para matar al pozo es ma"or o i'ual *ue la presinde formacin, esto se hace con el fin de e!itar el soplado de los ca$ones hacia arriba,altas presiones en el espacio anular " en la superficie

-l &et est(n basados en el (rea de aplicacin " son de dos tipos> Casin' 'un 4Tipo de

ca$n *ue sir!e para punzonar el casin'5 " Throu'h tubin' 4Ca$ones *ue son demenor di(metro *ue el casin' 'un " *ue son ba&ados a tra!)s de la tubera deproduccin5% #os casin' 'un son usados para punzonar casin's de 'ran di(metro,todos son recuperables, al'unos son reusables% #os throu'h tubin' son usados parapunzonar casin' ba&o el tubin', " el tubin' en si son recuperables " al'unasreusables%

Casin' 0un#os ca$ones con!encionales ba&ados con cable el)ctrico, producen orificios de 'ranpenetracin *ue atra!iesen la zona da$ada por el lodo de perforacin% .in embar'o, el

ca$oneo debe ser realizado con el pozo en condiciones de sobrebalance, con el finde e!itar el soplado de los ca$ones hacia arriba, altas presiones en el espacio anular" en la superficie% Ei'% ;%G ireline

-sta condicin de sobrebalance de&a los orificios perforados taponados por los restosde las car'as, an si el inter!alo ca$oneado es achicado o el pozo puesto aproduccin es mu" raro *ue se pueda 'enerar un diferencial de presin *ue limpie lama"ora de los orificios perforados, cre(ndose con esta condicin altas !elocidades de


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flu&o " turbulencia en el frente productor% #a zona compactada alrededor de losorificios perforados " los restos de las car'as, son mu" difciles de remo!eracidificando o achicando tan solo la zona compactada reduce la permeabilidadori'inal hasta un


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@ #a distancia de los ca$ones son considerados entre las car'as de los e+tremos delmismo " e+iste una distancia de coplee de ca$n de ;%3 ft " del ca$n al centro delCC# 4re'istro de cementacin5% 9%3 ft a 2%2 ft%@ #os disparos se efectan lue'o de haberse ubicado a la profundidad correcta en

base a un punto de referencia 4profundidad total para se$ales en el cable5 " despu)sde haber correlacionado los re'istros del CC# con otros corridos ori'inalmente o conal'uno corrido anteriormente de control de cementacin 4CC#, D#5%

T)cnica TCP 6a&obalance

-ste m)todo de ca$oneo, emplea TU6IN0 CON-Q-D P-REOR/TIN0 4TCP5, "ca$ones del tipo casin' 'un% -l m)todo de TCP debe ser operado en fluido limpio conuna presin de ba&obalance 4underbalance5, es decir, *ue la presin de la formacines ma"or *ue la presin de la columna hidrost(tica%

6re!e descripcin del sistema TCP 6a&obalance

/un*ue !arias opciones fueron realizadas para transportar los ca$ones de perforacindentro del pozo a tra!)s del tubin' esto no sucedi hasta el a$o de ;L


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eliminar el da$o creado por la perforacin, la cementacin " el ca$oneo, utilizandopara ello la misma ener'a del "acimiento%-l poder combinar una buena penetracin en la formacin, alta densidad " fase dedisparos " un diferencial de presin a fa!or de la formacin, nos permite obtener unarelacin de producti!idad ptima 4produccin real !s% produccin terica5, an

despu)s de haberse taponado la mitad o las terceras partes de los orificiosca$oneados%

#a relacin de producti!idad, es una funcin directa de la eficiencia del ca$oneo, encon&unto con las caractersticas del "acimiento% -n "acimientos de ba&a porosidad "permeabilidad esta relacin se hace m(s importante, debido a la in!asin creada porel lodo, durante la perforacin%

enta&as del sistema TCP 6a&obalance

@ -l pozo puede ser perforado con un 'ran di(metro, 'ran funcionamiento, altadensidad de disparo en el casin' con la presin de pozo inferior a la presin deformacin 4condicin de ba&obalance5 permitiendo una limpieza instant(nea de lasperforaciones%@ -l cabezal de pozo esta en el sitio " el pacer es asentado antes de *ue los ca$onessean disparados%@ 0randes inter!alos pueden ser perforados simult(neamente en un mismo !ia&edentro del pozo%@ Pozos horizontales " des!iados pueden ser perforados empu&ando los ca$onesdentro del pozo%

Des!enta&as del sistema TCP 6a&obalance

@ / menos *ue todos los ca$ones sean retirados del pozo es difcil confirmar si todoslos ca$ones fueron disparados% Un sistema de deteccin de la efecti!idad de losdisparos superara esta limitacin%@ #os e+plosi!os se de'radan cuando est(n e+puestos a ele!adas temperaturas,reduciendo el desempe$o de las car'as% Toma mucho tiempo correr la sarta de TCPen el pozo comparado con hacer la corrida mediante ?ireline% Para compensar esto,en al'unos casos e+plosi!os menos poderosos deben ser usados en operaciones conTCP% .in embar'o, en nuestro medio esto no es cierto "a *ue debido a lastemperaturas de fondo de alrededor de los 988SE, ?ireline usa e+plosi!os RD debidoa *ue su tiempo de operacin es ba&o, es un e+plosi!o mas barato en el caso de TCPse usan e+plosi!os 71 *ue resisten mu" bien los 988SE por muchsimo tiempo sinde'radarse pero *ue en comparacin con los RD tienen ma"or poder de e+plosin "por tanto car'as de este material tienen una penetracin mucho ma"or%@ #as opciones de perforacin con TCP son limitados%


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T)cnica PUR- 4Perforatin' for Ultimate Reser!oir -+ploitation5%

#a detonacin controlada de car'as huecas 4moldeadas5, especialmente dise$adas "fabricadas para pozos entubados, produce a'u&eros, disparos, perforaciones,ca$oneos en la tubera de re!estimiento de acero, el cemento " la formacinad"acente% #a optimizacin de la produccin o de la in"eccin demanda dise$oscuidadosos, planeacin pre!ia a los traba&os e implementacin en el campo, paraobtener disparos conductores limpios *ue se e+tiendan mas all( del da$o de laformacin, penetrando en la roca "acimiento inalterado%

#amentablemente, los disparos con e+plosi!os tambi)n pul!erizan los 'ranos de la

roca de la formacin 'enerando una zona triturada de ba&a permeabilidad en laformacin alrededor de las ca!idades de los disparos, " facilitando la posibilidad de lami'racin de partculas finas% -ste proceso tambi)n de&a al'unos detritos residualesde la detonacin dentro de los tneles de los disparos% -l rebote el(stico de laformacin alrededor de lo tneles reci)n creados 'enera da$o por las !ibracionesadicionales de los disparos " materiales sueltos%

#a minimizacin del deterioro del flu&o " las restricciones de la conducti!idad causadas

por este da$o inducido por los disparos, resultan cruciales para la obtencin dedisparos efecti!os% Durante 93 a$os los procedimientos de terminacin est(ndarutilizaron una diferencia de presin est(tica relati!amente 'rande, o un ba&obalancede presin para eliminar o minimizar el da$o pro!ocado por los disparos%

#a t)cnica de disparar con un ba&obalance de presin es la t)cnica mas difundida deoptimizacin de las terminaciones disparadas% -ste m)todo establece una presinest(tica de pozo antes de los disparos, *ue es inferior a la presin de la formacinad"acente% .e'n la teora con!encional, la oleada 4flu&o instant(neo5 ori'inada poruna reduccin de la presin de poro en la re'in !ecina al pozo miti'a el da$o de la

zona triturada " barre la totalidad o parte de los detritos *ue se encuentran en lostneles de los disparos%

#os cientficos han analizado las presiones transitorias de operaciones de disparosmediante pruebas de laboratorio " descubrieron *ue el ba&obalance est(tico solo no'arantiza la obtencin de disparos limpios% #os resultados indicaron *ue lo *uerealmente ri'e la limpieza de los disparos son las fluctuaciones producidas en lapresin del pozo inmediatamente despu)s de la detonacin de las car'as huecas


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antes i'noradas " no la diferencia de presin inicial como se pensaba anteriormente%

#os in!esti'adores aplicaron este ma"or conocimiento de las presiones din(micas depozo para desarrollar el proceso de Operaciones de Disparos para la -+plotacinTotal del Qacimiento PUR- 4Perforatin' for Ultimate Reser!oir -+ploitation5% -sta

nue!a t)cnica es aplicable a portacar'as, o pistolas, operados con cable o con lneade acero, " a sistemas de pistolas ba&ados con tubera fle+ible o con la tubera deproduccin TCP, " sea en terminaciones de pozos !erticales o mu" inclinados,inclu"endo los pozos horizontales%

enta&as del .istema PUR-@ Induce un ba&obalance din(mico en los primeros ;88 milise'undos despu)s deldisparo%@ Permite control independiente de la din(mica postdisparo 4Elu&o por unos se'undosdespu)s del disparo5%

@ No re*uiere un ba&obalance inicial 4est(tico5 alto% Pero es deseable tener ba&obalance est(tico para e!itar lue'o la in!asin de fluidos al reser!orio%@ Puede ser sobrebalance cuando dispara TCP deba&o de un empacador%@ Reduce presin din(mica en el pozo> reduce la onda de cho*ue en el pozo%@ .e puede usar con ?ireline, TCP, Coiled Tubin', .licline%@ Reduce la car'a de presin en los apare&os@ Reduce los re*uisitos de ba&obalance inicial, ahorrando costos de N9, fluidos, etc%@ 1inimiza el micro anillo hidr(ulico cementoformacin@ 1inimiza la tendencia al arenamiento controlando la din(mica postdisparo@ Puede eliminar la necesidad de perforacin (cida en formaciones de ba&a

permeabilidad@ Pro!ee alternati!as entre profundidad de penetracin, densidad de disparo, " da$odel disparo 4un sistema solucin !ersus datos /PI solamente5> #a producti!idad oin"ecti!idad del pozo es el ob&eti!o principal en el dise$o del pro'rama de disparos%

T)cnica TCP Propelente 4sobrebalance5

#os propelentes slidos fueron inducidos en ;LG8 " son la base de la moderna

tecnolo'a de propelentes para el uso en el campo petrolero% .e inicio con unaherramienta cilndrica, con un tapn al fondo la cual tena un sistema de i'nicin, eraun poco mar'inal%

-l propelente ha sido dise$ado para utilizarlo en tres procesos diferentes, como son>

@ 7erramienta de estimulacin de pozos%


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@ -nsambla&e de .tim0un 4usado 'eneralmente para operaciones de ca$oneo5%@ 7erramienta de .timTube% 4usado en operaciones de limpieza " estimulacin5%

-l )+ito de la moderna Tecnolo'a de los Propelentes en el campo de petrleo sedebe a>

@ Un inte'rado pa*uete de ciencia e in'eniera%@ Nue!os dise$os de herramientas propelente%@ /lta !elocidad de ad*uisicin de datos, con la a"uda de un sofisticado pa*uete decomputacin%@ /n(lisis de datos " optimizacin del traba&o%@ -+tensa e+periencia en el campo%

Descripcin de la T)cnica del TCP Propelente-l propelente 4perclorato de potasio5, es un o+idante, e+plosi!o, es un material mu"

estable " se'uro% #a camisa re*uiere tres condiciones para inflamarse> confinamiento,presin " temperatura por lo *ue es b(sicamente inerte en la superficie debido a *ueestas tres condiciones no e+isten comnmente% -+iste una li'era probabilidad deiniciacin si la camisa es impactada 4por e&emplo, con un martillo5 pero la probabilidades mnima% Para *ue reaccione tiene *ue estar confinado m(s o menos a 388 psi dehidrost(tica% -n el a'u&ero, la camisa est( confinada en la tubera de re!estimiento "e+iste presin suficiente pro!eniente de la hidrost(tica " temperatura del a'u&erocreada por detonacin de las car'as de perforacin%

#a camisa propelente est( e+puesta directamente al a'u&ero " no es tan resistente

como el mismo tubo de ca$n% #a camisa es similar en resistencia a la tubera dePC% Debe tener cuidado cuando mane&e el ensamble de manera *ue no impacte lacamisa% #a camisa es *uebradiza " cual*uier impacto puede causarle fractura% -lpropelente es aplicable a cual*uier traba&o de TCP% #a cantidad de propelente sedetermina por el cubrimiento 4en ;8 ft de punzado se coloca G ft de propelente5%

Para formaciones consolidadas la cantidad de propelente es menor *ue paraformaciones no consolidadas, por la facilidad *ue tiene de e+pandirse% -l propelentese puede usar en pozos in"ectores%

#a sarta *ue se utiliza en .tim0un, es la misma *ue la de un ca$oneo TCP, solo *ueen .tim0un se a$ade las camisas de propelente, las mismas *ue son colocadas en laparte e+terior del ca$n " su&etadas con collares retenedores%

-l ca$n es detonado en el a'u&ero se'n lo acostumbrado " durante el proceso deperforacin la camisa es iniciada% #a camisa, *ue es un o+idante patentado, arder(pidamente " produce una e+plosin de 'as a alta presin% -ste 'as a alta presin


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entra a la perforacin " crea fracturas alrededor de las zonas da$adas " crea un flu&ome&orado de la formacin al a'u&ero%

-n la si'uiente tabla se muestran las especificaciones de los retenedores *ue seutilizan para fi&ar las camisas de propelente en la .arta de ca$oneo TCP%

/plicaciones del TCP Propelente

@ Para lo'rar una me&or cone+in con el reser!orio%@ Para la estimulacin de pozos%@ Para reestablecer in"ecti!idad en pozos in"ectores%@ Como un m)todo de prefractura%@ -s un m)todo de limpieza%@ -n pozos horizontales " abiertos donde ha" da$o@ No reemplaza una fractura hidr(ulica%

#imitaciones del TCP Propelente@ #a m(+ima temperatura para el uso de propelente es 238 SE%@ Re*uiere un mnimo de presin de confinamiento de 388 psi%@ Re*uiere por lo menos *ue se ten'a en superficie ;88 ft de aire o 'as%@ Re*uiere utilizar ca$ones de F disparos por pie " nunca a 8S fase%@ Tiene *ue estar centralizado%@ .i ha" tapones debe estar por lo menos a 38 ft de separacin%

T)cnica TCP -+tremo .obrebalance

-n muchas formaciones, la presin remanente del reser!orio o ba&obalance esinsuficiente para limpiar efecti!amente las perforaciones como fue su'erido por in' "asociados 4;L


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1uchos traba&os con perforaciones -O6 son dise$adas con un mnimo ni!el depresin de ;%F psiMft de profundidad !ertical !erdadera% Para optimizar resultados, sesu'iere utilizar los ni!eles de presin m(s altos posibles sin comprometer la inte'ridaddel pozo o se'uridad de la operacin%

T)cnica de ca$oneo con .licline 4eEire.licline5

Usar .licline para detonar ca$ones de perforacin, iniciar cortadores *umicos oasentar pacers " tapones ha aplicado tradicionalmente m)todos basados en precolocaciones de confi'uraciones de presin o temperatura% -stos m)todos re*uieren amenudo un re'istro, o par(metro, corrido " contado con condiciones est(ticas delpozo, durante todas las operaciones% Dentro la operacin, el proceso de fue'o esautom(tico, " la operacin no puede ser abortada a menos *ue la herramienta sea

remo!ida de la zona de operacin, o los par(metros sean cambiados por otrospar(metros medios, una ma"or des!enta&a por costoefecti!o de las operaciones "producti!idad%

#a cabeza de disparo del eEire.licline elimina estas des!enta&as% Dise$ada para daral operador un control total de la operacin, la cabeza del eEire.licline usa unanica secuencia de cdi'os de tensiones 4&alones5 sobre la lnea de slicline paracrear pulsos de presin, los cuales son traducidos dentro de sistema especial paracomunicarse con una cabeza de disparo% #a cabeza del eEire.licline es totalmentecontrolada desde la superficie " no re*uiere prerre'istros de par(metros deba&o del

pozo%%#a cabeza del eEire.licline est( dise$ada para perforar, asentar pacers "tapones, iniciar cortadores *umicos " otros procedimientos%

Componentes-l sistema eEire.licline usa una seccin electrnica de IRI. 4Intelli'ent RemoteImplementation ."stem5, un softare inteli'ente *ue reconoce comando de superficie" el ./E- 4.lapper /ctuated Eirin' -*uipment5, e*uipo *ue inicia la cadena dedetonacin%

Caractersticas@ -l con!ertidor de tensin transforma la manipulacin de la lnea en se$ales depresin por medio de circuitos controladores%@ #os circuitos controladores inician la secuencia de disparo%@ #a cabeza de disparo usa un confiable " se'uro iniciador de e+plosin para empezarla cadena de detonacin%@ #a cabeza de disparo est( certificada para traba&ar hasta ;3888 psi de presin,298SE de temperatura " con 79. en condiciones del pozo%


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@ #a secuencia de comandos pro'ramables ase'ura un control preciso en lasoperaciones%@ #as herramientas respondes solo a comandos de superficie " son insensibles a lascondiciones del pozo%@ -l re'istro del traba&o es 'uardado en una herramienta especial para una e!aluacin

posterior al mismo%

Operacin de la cabeza de disparo%/ntes de correr la cabeza de disparo dentro del pozo, esta es conectada a unacomputadora para e!aluar el desempe$o completo de la batera, los circuitos decontrol, circuitos iniciadores " el sistema de disparo% #a secuencia total del disparo ese&ecutada " monitoreada por medio de la computadora% Despu)s de esta prueba defuncionamiento la herramienta es confi'urada con informacin del pozo " loscomandos de disparos son pro'ramados dependiendo del tipo " de las limitaciones delas operaciones planeadas% #ue'o el operador confi'ura la presin mnima de

armado, el tiempo de demora en el armado " una estructura de comandos para e!itarreproduccin accidental de se$ales de sacudidas o !ariaciones de presin%

Cuando los par(metros de los disparos son confi'urados la herramienta es ad&untadaa los componentes de balstica% -l dispositi!o de detonacin es instalado en el fondode la herramienta donde la computadora fue conectada los ca$ones de perforacin,el pacer " otros mecanismos e+plosi!os son conectados deba&o del detonador%

Despu)s *ue la sarta de la herramienta es corrida dentro del pozo pasando la mnimapresin de armado la herramienta comienza a buscar los comandos de armado% #a

presin mnima de armado es el primero de cuatro procedimientos de se'uridad% -lse'undo procedimiento de se'uridad es el tiempo de demora de armado *ue puedeser de 3, ;3, 28, :8 o ;98 minutos el cual es confi'urado en superficie " pre!iene a laherramienta de buscar comandos de disparos mientras se esta corriendo dentro delpozo%

enta&as

@ Reduce el tiempo de operacin al eliminar corridas de re'istros%@ -l disparo selecti!o de dos herramientas disminu"e el nmero de corridas%

@ -l control total en la operacin de la cabeza de disparo incrementa la eficiencia " laprecisin%@ #a habilidad para abortar la e&ecucin del disparo a cual*uier tiempo " no usare+plosi!os primarios, me&ora la se'uridad

@ #a cabeza de disparo es inmune a las interferencias de frecuencias de radio%@ #a operacin es confiable ba&o condiciones cambiantes " en cual*uier tipo de pozoinclu"endo pozos altamente des!iados, incrementando producti!idad%


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@ 1enos personal re*uerido para operacin%@ 1enos e*uipo en la locacin%@ .imple de mo!ilizar " f(cil de armar%

TIPO. D- DI.P/RO.

Disparo de 6ala#as pistolas de bala de 2 VK de di(metro o ma"ores se utilizan en formaciones conresistencia a la compresin inferior a :888 lbMp'9, estos pueden proporcionar unama"or penetracion ma"or *ue muchas pistolas a chorro en formaciones conresistencia a la compresin inferior a 9888lbMp'9% #a !elocidad de la bala en el ca$ones apro+imadamente de 2288 piesMse'undo% Q pierde !elocidad " ener'a en lapenetracion con un claro de ; p'% -s apro+imadamente el 93 de la penetracion conun claro de 8%3 p' "" con un claro de 9 p' la perdida es de 28%

Disparo a Chorro-l proceso de disparar a chorro consiste en *ue un detonador el)ctrico inicia unareaccin en cadena *ue detona sucesi!amente el cordon e+plosi!o, la car'aintensificada de alta !elocidad " finalmente el e+plosi!o principal, la alta presin'enerada por el e+plosi!o ori'ina el flu&o del recubrimiento metalico separando suscapas interna " e+terna% -l incremento continuo de la presin sobre el recubrimientopro!oca la e+pulsin de un haz o chorro de partculas finas, en forma de a'u&a, a una!elocidad apro+imada de 98888 piesMse'%, con una presin estimada de 3 millones delbMp'9%

#os disparos a chorro con!encionales a tra!)s de tubera de re!estimiento son laspistolas recuperables con un tubo de acero, normalmente proporcionan unapenetracion adecuada, sin da$ar la tubera de re!estimiento%

-+isten pistolas a chorro para correrse a tra!)s de la tubera de produccin,inclu"endo pistolas encapsuladas o sea las desinte'rables o de rosario, pistolas concar'as 'iratorias, con car'as soportadas en alambre " con car'adores tubulares "pistolas con car'dores de pared del'ada o desechable, la !enta&a *ue presentan es*ue su posibilidad de correrse " recuperarse a tra!)s de la tubera de produccin " dedispararse con una presin diferencial hacia el pozo%

Conclusiones

#os disparos son parte importante para la produccin del pozo, "a *ue de esteproceso depende *ue nuestro "acimiento ten'a buena fluidez hacia la superficie, lalitolo'a de la formacin &ue'a un papel importante para *ue los disparos ten'an unme&or desempe$o durante su aplicacin%

#a tra"ectoria del disparo se puede describir como recta en teora por *ue en la


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practica lle'a a tener pe*ue$as des!iaciones por las caractersticas de la litolo'a *uepenetra, otra obser!acin durante los disparos es *ue su di(metro !a disminu"endoconforme aumenta la penetracin%

#a correcta seleccin del sistema de disparos es de importancia rele!ante "a *ue de

esto depender( la producti!idad del pozo " la disminucin de inter!encionesadicionales% Por tal moti!o los disparos de pozos de petrleo o 'as, deben dise$arsede modo *ue se minimice las futuras reparaciones " se alar'ue al m(+imo la !ida tildel pozo%

6iblio'rafa

@ 1etodolo'a de dise$o de disparos@ Car'as para Disparos 'uas Peme+

-W-RCICIO X ;Calcular la columna de fluido de terminacin 4a'ua salada f Y Zf;%; 'rs%Mcc5 si sedesea disparar un inter!alo de arenas 49F88 9F985 *ue tiene una permeabilidad de988 md, productora de aceite% -n la perforacin de ese inter!alo se us lodo deperforacin con una densidad de ;%9 'rs%Mcc% , la resistencia compresi!a de laformacin es de 9,888 psi%" la presin de sobrecar'a de :,888 psi% Considere la


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formacin consolidada " con una in!asin somera%

a5 De acuerdo a la tabla ;%; considerando una formacin de alta permeabilidad 4B;88md5 productora de aceite, la presin diferencial deber( estar entre 988 " 388 psi

b5 Para una arena con aceite se usar( la ecuacin>

c5 #a Pma+ se determinar( de acuerdo a la resistencia compresi!a de la formacin>

#a presin de formacin se calcula en base al lodo de perforacin utilizado paraperforar ese inter!alo>

-&ercicio X 9

.e pretende disparar un pozo productor de aceite en el inter!alo de :8L3 a :;;3

metros con pistolas TCP 22M

.i suponemos *ue la presin de formacin es i'ual o menor a la presin hidrost(tica'enerada por el lodo tenemos>

#a diferencial m(+ima de presin es>

emos *ue pm(+ obtenida del producto ?6. es ma"or de ;,888 psi por lo *ueusaremos la ecuacin para pozos de aceite

Para obtener esta presin hidrost(tica es necesario un fluido de control con una

densidad>

-n este caso la presin diferencial pre!ia al disparo sera de>


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Documents

Disparos en Pozos Petroleros