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56 Oilfield Review
La nueva dinámica de operaciones de disparos en condiciones de bajo balance
Eelco BakkerKees Veeken Nederlandse Aardolie Maatschappij(NAM) B.V.Assen, Países Bajos
Larry Behrmann Kuala Lumpur, Malasia
Phil Milton Gary Stirton CNR InternationalAberdeen, Escocia
Alan Salsman Ian Walton Rosharon, Texas, EUA
Lloyd Stutz Anadarko Petroleum CorporationHouston, Texas
David UnderdownChevronTexacoHouston, Texas
Por su colaboración en la preparación de este artículo, seagradece a Alfredo Fayard y Bryan Galloway, Rosharon,Texas, EUA; James Garner, Sugar Land, Texas; Andy Martin,Aberdeen, Escocia; y Frank Thompson, Assen, PaísesBajos.CIRP (Inserción y Recuperación de la Terminación bajo Presión), eFire, HSD (Pistolas de Alta Densidad de Disparos),NODAL, MDT (Probador Modular de la Dinámica de la Formación), PosiTrieve, PowerJet, PURE (Operaciones deDisparos para la Explotación Total del Yacimiento) y SPAN(Programa de Análisis de Operaciones de Disparos de Schlumberger) son marcas de Schlumberger.
El control de la diferencia de presión transitoria registrada en un pozo durante las ope-
raciones de disparos es una de las claves para el logro de terminaciones de pozos
entubados más efectivas. Esta técnica utiliza un innovador proceso de diseño y equipos
especiales para mejorar significativamente la productividad y la inyectividad del pozo.
Todo pozo entubado debe ser disparado para quelos fluidos fluyan desde el subsuelo o sean inyec-tados en el fondo del pozo. La detonacióncontrolada de cargas huecas (moldeadas), espe-cialmente diseñadas y fabricadas para pozosentubados, produce agujeros—disparos, per-foraciones, cañoneos—en la tubería derevestimiento de acero, el cemento y la for-mación adyacente. La optimización de laproducción o de la inyección demanda diseñoscuidadosos, planeación previa a los trabajos eimplementación en el campo, para obtener dis-paros conductores limpios que se extiendan másallá del daño de la formación, penetrando en laroca yacimiento inalterada.1
Lamentablemente, los disparos con explosi-vos también pulverizan los granos de roca de la
formación generando una zona triturada de bajapermeabilidad en la formación alrededor de lascavidades de los disparos, y facilitando la posibi-lidad de migración de partículas finas. Esteproceso también deja algunos detritos residualesde la detonación dentro de los túneles de los dis-paros. El rebote elástico de la formaciónalrededor de los túneles recién creados generadaño por las vibraciones adicionales de los dis-paros y el material suelto (próxima página).2
La minimización del deterioro del flujo y lasrestricciones de la conductividad, causadas poreste daño inducido por los disparos, resultancruciales para la obtención de disparos efecti-vos. Durante 25 años, los procedimientos determinación estándar utilizaron una diferenciade presión estática relativamente grande, o un
1. Cosad C: “Choosing a Perforation Strategy,” OilfieldReview 4, no. 4 (Octubre de 1992): 54–69.Behrmann L, Brooks JE, Farrant S, Fayard A, Venkitaraman A, Brown A, Michel C, Noordermeer A,Smith P y Underdown D: “Técnicas de diseño de los dis-paros para optimizar la productividad,” Oilfield Review12, no. 1 (Verano de 2000): 54–79.
2. Behrmann LA, Pucknell JK, Bishop SR y Hsia T-Y: “Measurement of Additional Skin Resulting from Perforation Damage,” artículo de la SPE 22809, presen-tado en la Conferencia y Exhibición Técnica Anual de laSPE, Dallas, Texas, EUA, 6 al 9 de octubre de 1991.Pucknell JK y Behrmann LA: “An Investigation of theDamaged Zone Created by Perforating,” artículo de laSPE 22811, presentado en la Conferencia y ExhibiciónTécnica Anual de la SPE, Dallas, Texas, EUA, 6 al 9 deoctubre de 1991.Behrmann LA y McDonald B: “Underbalance or ExtremeOverbalance,” artículo de la SPE 31083, presentado en elSimposio Internacional sobre Control del Daño de Formación de la SPE, Lafayette, Luisiana, EUA, 14 al 15 defebrero de 1996; también en SPE Production & Facilities(Agosto de 1999): 187–196.
Swift RP, Behrmann LA, Halleck PM y Krogh KE: “Micro-Mechanical Modeling of Perforating ShockDamage,” artículo de la SPE 39458, presentado en el Simposio Internacional sobre Control del Daño de Formación de la SPE, Lafayette, Luisiana, EUA, 18 al 19 de febrero de 1998.
3. Johnson AB, Brooks JE, Behrmann LA, Venkitaraman A,Walton I, Vovers AP, Vaynshteyn V, Patel DR y Fruge MW:“Reservoir Communication with a Wellbore,” Patente deEUA No. 6,598,682 (29 de julio de 2003); también International Publication No. WO 01/65060 (7 de septiembre de 2001).Brooks JE, Yang W, Grove BM, Walton IC y Behrmann LA:“Components and Methods for Use With Explosives,”Publicación de Solicitudes de Patentes de EUA No.2003/0150646 (14 de agosto de 2003).Johnson AB, Behrmann LA, Yang W y Cornelis FH: “Controlling Transient Underbalance in a Wellbore,” Publicación de Solicitudes de Patentes de EUA No.2003/0089498 (15 de mayo de 2003).
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bajo balance de presión (desbalance negativo),para eliminar o minimizar el daño provocado porlos disparos.
La técnica de disparar con un bajo balancede presión es la técnica más difundida deoptimización de las terminaciones disparadas.
Este método establece una presión estática depozo antes de los disparos, que es inferior a lapresión de la formación adyacente. Según la teo-ría convencional, la oleada inicial (flujoinstantáneo) originada por una reducción de lapresión de poro en la región vecina al pozo
mitiga el daño de la zona triturada y barre latotalidad o parte de los detritos que se encuen-tran en los túneles de los disparos.
Los científicos de Schlumberger analizaronlas presiones transitorias de operaciones de dis-paros mediante pruebas de laboratorio ydescubrieron que el bajo balance estático solo nogarantiza la obtención de disparos limpios. Losresultados indicaron que lo que realmente rige lalimpieza de los disparos son las fluctuacionesproducidas en la presión del pozo inmediata-mente después de la detonación de las cargashuecas—antes ignoradas—y no la diferencia depresión inicial como se pensaba anteriormente.
Los investigadores aplicaron este mayorconocimiento de las presiones dinámicas depozo para desarrollar el proceso patentado porSchlumberger de Operaciones de Disparos parala Explotación Total del Yacimiento PURE.3 Estanueva técnica es aplicable a portacargas, o pisto-las, operados con cable o con línea de acero, y asistemas de pistolas bajados con tubería flexibleo con la tubería de producción (TCP, por sussiglas en inglés), ya sea en terminaciones depozos verticales o muy inclinados, incluyendo lospozos horizontales.
El proceso PURE utiliza operaciones de dis-paros diseñadas a la medida de las necesidades,cargas huecas especiales y configuraciones depistolas diseñadas con un fin específico, paragenerar un alto nivel de bajo balance dinámico,partiendo de bajos balances o sobre balances depresión modestos. Esta técnica mejora sustan-cialmente la productividad o la inyectividad delpozo. El proceso de disparos PURE tambiénmejora la eficiencia operacional de la termina-ción de pozos.
< Operaciones de disparos y daños producidospor los disparos. Las cargas huecas constan decuatro componentes básicos: el iniciador de ladetonación y los explosivos principales, el reves-timiento cónico y un casco. La cavidad cónica yla tubería de revestimiento corta metálica maxi-mizan la penetración a través de la tubería derevestimiento de acero, el cemento y la roca. Aldetonar las cargas, el revestimiento colapsa y seforma un chorro de alta velocidad de partículasde metal fluidizado. Las ondas de choque genera-das por los disparos y la presión de alto impactofragmentan los granos de la roca, descomponenla cementación de minerales intergranulares yproducen la pérdida de adherencia de las partí-culas de arcilla, creando una zona triturada debaja permeabilidad en la formación, alrededorde los túneles de los disparos. Los disparos da-ñan la permeabilidad local fundamentalmenteporque trituran el material de la formación im-pactado por el chorro y reducen los tamaños delas gargantas de los poros. Las fotomicrografíasmuestran la roca sin dañar y las microfracturasen la zona triturada.
Casco
Revestimientocónico
Cordón detonante
Carga hueca
Efectos de cavidad explosiva
Detonación de la carga
Iniciador dela detonación
Explosivoprincipal
Efecto decavidad sin
revestimiento
Efecto de cavidad
revestida
Acabadoplano
Explosivo Objetivo de aceroRevestimiento metálico
5 microsegundos
25 microsegundos
40 microsegundos
50 microsegundos
Roca no dañada
Daño de la zona triturada
b rev
Daño de la formación
veesveeestimestimestimvve miento
ttttmentm ottentoootomeento
nel de
La eliminación de grandes diferencias depresión estática simplifica los preparativos reali-zados en el pozo antes de llevar a cabo lasoperaciones de disparos en condiciones de bajobalance. El control de la oleada inicial limita losvolúmenes de fluido producidos durante la lim-pieza de los disparos, lo que a la vez reduce elriesgo de influjo de arena que puede provocar elatascamiento de las pistolas. Además, es proba-ble que no se requieran los pequeños trabajos deacidificación, o los lavados de los disparos, que amenudo son necesarios para remediar el dañoque éstos producen.
Por otra parte, las operaciones de disparoscon bajo balance dinámico aumentan el númerode disparos abiertos, lo que incrementa la efecti-vidad de los tratamientos de acidificación yfracturamiento hidráulico más extensos. Unamayor densidad de disparos, o cantidad de dis-paros por pie (dpp), también optimiza lasoperaciones de bombeo porque reduce losrequerimientos en términos de potencia hidráu-lica en superficie. Otro beneficio es la reducciónde la intensidad de las vibraciones producidaspor los disparos, lo que minimiza el deterioro dela adherencia hidráulica entre el cemento y laformación, y ayuda a garantizar el aislamientopor zonas después de los disparos.
Este artículo describe algunos métodos inno-vadores de diseño de disparos y terminacionesde pozos, sistemas de pistolas, y equipos asocia-dos, diseñados específicamente para controlar elbajo balance dinámico. Algunas ejemplos deNorteamérica y el Mar del Norte demuestran losresultados de los diseños de disparos PUREbasados en propiedades de yacimientos y confi-guraciones de pozos específicas.
Operaciones de disparos con bajo balance de presión En la década de 1970, los ingenieros de termina-ción de pozos reconocieron el potencial del bajobalance de presión para mejorar las terminacio-nes disparadas. Los trabajos de investigaciónllevados a cabo durante las décadas de 1980 y1990 confirmaron que la existencia de unaimportante diferencia de presión estática entreel pozo y la formación a menudo daba comoresultado disparos más efectivos. Estos estudiosplanteaban como conclusión que el rápidoinflujo de fluido al pozo (oleada inicial) era res-ponsable de la limpieza de los disparos yrecomendaban criterios generales de operacio-nes de disparos en condiciones de bajo balancede presión.4
La investigación se centró en dos hipótesisfundamentales: primero, que la presión del pozose mantiene básicamente constante durante lasoperaciones de disparos y durante la limpieza delos disparos; y segundo, que el bajo balance está-tico, antes de la detonación de las pistolas, esefectivo a través de los túneles de los disparosdentro de todo un intervalo de terminación. Porotra parte, la investigación también se concen-tró en el establecimiento de criterios de bajobalance de presión específicos y en la prediccióndel grado de bajo balance necesario para asegu-rar la limpieza de los disparos.
Un estudio llevado a cabo por Amoco en 1985correlacionó los resultados de 90 pozos, que fue-ron acidificados después de las operaciones dedisparos con pistolas bajadas con la tubería deproducción, para un rango de valores de bajobalance de presión.5 Los resultados no indicaronque se pudiera eliminar todo el daño provocadopor los disparos, sin embargo, sí confirmaronque el tratamiento de estimulación ácida no eranecesario o tan efectivo cuando se alcanzaba unbajo balance de presión suficiente.
En 1989, los investigadores calcularon el bajobalance de presión en pozos de gas, en base alpotencial de producción de arena determinadocon la ayuda de registros sónicos.6 El estudio querealizaron combinó datos nuevos con datos delproyecto previo de Amoco, a fin de desarrollarecuaciones destinadas a determinar los valoresmínimos de bajo balance de presión requeridos
para evitar las estimulaciones ácidas.7 Otro estu-dio indicó que la oleada inicial después de lasoperaciones de disparos era menos crítica parala eliminación del daño, pero podría ocasionar elbarrido de detritos y finos hacia el interior delpozo.8
Hasta hace poco, los científicos creían que lamagnitud y duración de la oleada inicial despuésde detonar las cargas en condiciones de bajobalance de presión dominaban la limpieza de losdisparos.9 Inmediatamente después de la deto-nación de la carga, la presión de poro cae y losfluidos de yacimiento se descomprimen alrede-dor de los nuevos disparos, provocando un súbitoinflujo de fluido. Este golpe de presión instantá-neo reduce la invasión de las gargantas de porospor los fluidos y sólidos de la terminación, aflojala roca dañada y elimina parte del materialsuelto de los túneles de los disparos (arriba).
Las pruebas de laboratorio indican que la tur-bulencia no es una condición necesaria paraeliminar el daño provocado por los disparos. Unateoría sugiere que la limpieza de los disparos estámás relacionada con el arrastre del fluido viscosodurante la oleada inicial. No obstante, la mayoríade los datos indican que se necesitan valores debajo balance de presión más altos que los utiliza-dos habitualmente en el pasado, para minimizar oeliminar efectivamente el daño de los disparos.10
Los bajos balances subóptimos pueden generarregímenes de flujo variables por cada disparo ydiferentes grados de eliminación del daño.
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Tubería de revestimiento Formación sin dañar Operaciones de disparos en condiciones de balance
Daño de laformación
Cemento Detritos dejados por los disparos
Zona de baja permeabilidad triturada y compactada
Tubería de revestimiento Formación sin dañarOperaciones de disparos con unbajo balance de presión (3000 lpc)
Cemento
Zona de baja permeabilidady detritos de los disparos,expulsados por la oleada inicial de fluido de formación
Daño de laformación
> Operaciones de disparos con sobre balance y bajo balance de presión. Después de las operacionesde disparos en condiciones de sobre balance o balance y antes de la limpieza, los túneles de los dis-paros son taponados por la roca fracturada y los detritos, quedando rodeados por una zona trituradade baja permeabilidad (extremo superior). Antes de la introducción de las operaciones de disparosPURE, la teoría convencional sostenía que la oleada inicial generada por una diferencia de presiónestática—presión del pozo inferior a la presión de la formación—en el momento de los disparos eli-minaba el daño de la zona triturada además de la totalidad o parte de los detritos de los túneles delos disparos (extremo inferior).
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Las fuerzas dinámicas—diferencia de pre-sión y arrastre—que mitigan el daño a lapermeabilidad de la formación a través de laerosión y la eliminación de los granos de la for-mación fracturada de las paredes de los túnelesde los disparos, son más pronunciadas inmedia-tamente después de detonar las cargas. Éste esel punto de partida para el desarrollo de ecua-ciones semiempíricas relacionadas con el bajobalance de presión y el daño de los disparos, odaño mecánico, a partir de conjuntos de datoshistóricos. Los factores clave son la máxima dife-rencia de presión transitoria y el posteriorarrastre provocado por el flujo radial de fluidoslevemente compresibles, ya sea laminar o turbu-lento.
Behrmann propuso algunas ecuaciones paracalcular el bajo balance de presión óptimo paralograr disparos sin daño mecánico, o contraria-mente, para calcular el daño mecánico si el bajobalance de presión es subóptimo.11 Habiéndoseconvertido en los criterios más aceptados de ope-raciones de disparos en condiciones de bajobalance de presión, estas ecuaciones fueron elresultado de más de una década de investigacio-nes sobre el tema de los disparos. Esta técnicarecomienda valores de bajo balance de presiónentre dos y cuatro veces más altos que los utiliza-dos en métodos previos (arriba, a la derecha).
Los bajos balances de presión estática en síno necesariamente producen resultados consis-tentes. La productividad del pozo después de lasoperaciones de disparos en condiciones de bajobalance estático puede resultar decepcionante,mientras que los resultados de las operacionesde disparos en condiciones de balance o sobrebalance de presión iniciales a veces son sorpren-dentemente buenos. Hasta hace poco, losinvestigadores prestaban poca atención a la pre-
sión exacta que implica el bajo balance de pre-sión. Pero eso cambió con el surgimiento de losmedidores de presión que tienen velocidades demuestreo extremadamente rápidas. Estos nue-vos medidores proveen datos más detallados y demayor resolución acerca de las variaciones de lapresión del pozo inmediatamente después dedetonar las cargas.12
Las investigaciones más recientes indicaronque la ruptura por cizalladura (esfuerzo decorte) de la zona triturada, y no la erosión debidaa la oleada inicial, elimina el daño causado porlos disparos.13 La ruptura por cizalladura de-pende de la resistencia de la roca y del esfuerzode formación efectivo. A su vez, los esfuerzos decorte se relacionan con la magnitud de la dife-rencia de presión existente durante lasoperaciones de disparos en condiciones de bajobalance. Por lo tanto, el bajo balance de presión
controla la limpieza, pero la magnitud requeridadepende de la resistencia de la roca más que desu permeabilidad. En el caso de las formacionesde areniscas, la resistencia y la permeabilidadde la roca están relacionadas de alguna manera,aunque este tipo de relación no existe para loscarbonatos.
Investigación experimentalLas pruebas de laboratorio indican que la pre-sión del pozo oscila por unas centésimas desegundo cuando la detonación de la carga explo-siva, los chorros de alta velocidad y las ondas dechoque atraviesan los líquidos del pozo. En elLaboratorio de Investigación del Mejoramientode la Productividad (PERF, por sus siglas eninglés) del Centro de Terminaciones de Yaci-mientos de Schlumberger (SRC, por sus siglasen inglés), con sede en Rosharon, Texas, EUA, se
4. Bell WT: “Perforating Underbalanced—Evolving Techniques,” Journal of Petroleum Technology 36, no. 10(Octubre de 1984): 1653–1652.
5. King GE, Anderson A y Bingham M: “A Field Study ofUnderbalance Pressures Necessary to Obtain Clean Perforations Using Tubing-Conveyed Perforating,” artí-culo de la SPE 14321, presentado en la Conferencia yExhibición Técnica Anual de la SPE, Las Vegas, Nevada,EUA, 22 al 25 de septiembre de 1985.
6. Crawford HR: “Underbalanced Perforating Design,” artículo de la SPE 19749, presentado en la Conferencia yExhibición Técnica Anual de la SPE, San Antonio, Texas,EUA, 8 al 11 de octubre de 1989.
7. Tariq SM: “New, Generalized Criteria for Determining theLevel of Underbalance for Obtaining Clean Perforations,”artículo de la SPE 20636, presentado en la Conferencia yExhibición Técnica Anual de la SPE, Nueva Orleans, Luisiana, EUA, 23 al 26 de septiembre de 1990.
8. Hsia T-Y y Behrmann LA: “Perforating Skin as a Functionof Rock Permeability and Underbalance,” artículo de laSPE 22810, presentado en la Conferencia y ExhibiciónTécnica Anual de la SPE, Dallas, Texas, EUA, 6 al 9 deoctubre de 1991.
10,000
1000
10010,0001000100
Permeabilidad, mD
Bajo balance de presión óptimo versus permeabilidad
101
Bajo
bal
ance
de
pres
ión
óptim
o, lp
c
Behrmann (1995)King (1985)
Bajo balance de presión de 1000 lpc
Bajo balance de presión de 1500 lpc
> Bajo balance de presión. Los criterios acerca del grado de bajo balance de presión óptimo aumen-taron significativamente durante la última década como resultado de cientos de pruebas de labora-torio (izquierda). Las observaciones de campo de King et al desarrollaron criterios basados en laeficiencia de los tratamientos de acidificación de las areniscas (verde). Behrmann correlacionó losdatos de laboratorio con la fuerza de arrastre viscoso necesaria para eliminar las partículas finas dela formación (rojo). Las pruebas de laboratorio confirmaron que para obtener disparos limpios serequerían valores de bajo balance de presión superiores a los utilizados en el pasado (derecha).
9. Behrmann LA, Pucknell JK y Bishop SR: “Effects ofUnderbalance and Effective Stress on PerforationDamage in Weak Sandstone: Initial Results,” artículo dela SPE 24770, presentado en la Conferencia y ExhibiciónTécnica Anual de la SPE, Washington DC, EUA, 4 al 7 deoctubre de 1992.Bartusiak R, Behrmann LA y Halleck PM: “ExperimentalInvestigation of Surge Flow Velocity and Volume Neededto Obtain Perforation Cleanup,” artículo de la SPE26896,presentado en la Conferencia y Exhibición Regional deOriente de la SPE, Pittsburgh, Pensilvania, EUA, 2 al 4 denoviembre de 1993; también en el Journal of PetroleumScience and Engineering 17 (Febrero de 1997): 19–28.
10. Behrmann et al, referencia 2.Pucknell y Behrmann, referencia 2.Mason JN, Dees JM y Kessler N: “Block Tests Model theNear-Wellbore in a Perforated Sandstone,” artículo de laSPE 28554, presentado en la Conferencia y ExhibiciónTécnica Anual de la SPE, Nueva Orléans, Luisiana, EUA,25 al 28 de septiembre de 1994.
11. Behrmann LA: “Underbalanced Criteria for MinimumPerforation Damage,” artículo de la SPE30081, presen-tado en la Conferencia Europea sobre Daño deFormación de la SPE, La Haya, Países Bajos, 15 al 16 demayo de 1995; también en SPE Drilling & Completions(Septiembre de 1996): 173–177.
12. Behrmann LA, Li JL, Venkitaraman A y Li H: “BoreholeDynamics During Underbalanced Perforating,” artículode la SPE 38139, presentado en la Conferencia Europeasobre Daño de Formación de la SPE, La Haya, PaísesBajos, 2 al 3 de junio de 1997.Bartusiak et al, referencia 9.
13. Walton IC: “Optimum Underbalance for the Removal ofPerforation Damage,” artículo de la SPE 63108, presen-tado en la Conferencia y Exhibición Técnica Anual de laSPE, Dallas, Texas, EUA, 1° al 4 de octubre de 2000.Subiaur ST, Graham CA y Walton IC: “Underbalanced Criteria for Perforating Carbonates,” artículo de la SPE86542, presentado en el Simposio y Exhibición Interna-cional sobre Control del Daño de Formación de la SPE,Lafayette, Luisiana, EUA, 18 al 20 de febrero de 2004.
llevan a cabo estudios detallados de estos fenó-menos transitorios (arriba).
A diferencia de los estudios previos, en laspruebas llevadas a cabo recientemente en elSRC se modificaron las configuraciones de losdisparos para investigar las presiones transito-rias, o dinámicas, durante pruebas de un solodisparo.14 Los investigadores recolectaron datosde presión con resolución de un microse-gundo—rápido—y con resolución de unmilisegundo—lento—bajo condiciones de fondode pozo simuladas para comprender mejor laspresiones transitorias resultantes.
En la primera serie de pruebas, los investi-gadores dispararon cuatro núcleos de areniscaBerea estándar con cargas huecas idénticas yun bajo balance inicial de presión de 1000 lpc[6.9 MPa] (próxima página, arriba a la izquier-da). En otra serie de pruebas, se dispararon tresnúcleos Berea similares a los cuatro primeros conun sobre balance de presión estática de 500 lpc[3.45 MPa] (próxima página, arriba a la dere-cha). Los resultados confirmaron que la presióndel pozo varía en forma significativa inmediata-mente después de la detonación de la cargahueca.
En cada prueba, la presión del pozo simuladaaumenta después de registrarse impulsos transi-torios extremadamente rápidos asociados con lapropagación de las ondas de choque, y luego dis-minuye a medida que los líquidos ingresan en laspistolas usadas. La presión del pozo aumentanuevamente a medida que los fluidos de yaci-miento fluyen hacia el interior del pozo y el fluidodel pozo de campo lejano se descomprime. Bajociertas condiciones, la presión del pozo puedepasar de condiciones de bajo balance de presióna condiciones de sobre balance de presión yluego a un bajo balance de presión incrementadoen el transcurso del primer medio segundo.
Se obtuvieron imágenes por rayos X de cadanúcleo mediante tomografía computada (CT, porsus siglas en inglés), después de la ejecución delas operaciones de un solo disparo y una vez con-cluidas las pruebas de flujo. Estos barridos CTproporcionaron un análisis cualitativo de las lon-gitudes y las condiciones de los disparos. Losinvestigadores del SRC consideran que la canti-dad de detritos que quedan en los disparosindica los niveles variables de la oleada inicialque se registran inmediatamente después de losdisparos. Por otra parte, se analizó la eficienciade flujo en los núcleos (CFE, por sus siglas eninglés) para evaluar cuantitativamente los efec-tos del bajo balance dinámico (próxima página,abajo). La consistencia de la longitud y la formade los disparos resultantes es indicativa de laalta calidad de las cargas huecas y la consisten-cia de los objetivos de los núcleos Berea.
El parámetro CFE mide la relación entre elflujo en régimen estacionario, a través de unnúcleo disparado, y el flujo teórico a través de unagujero perforado de iguales dimensiones quelos disparos. Un código numérico de diferenciasfinitas patentado por Schlumberger permite cal-cular el flujo a través de un agujero perforadoporque el mismo núcleo no puede ser disparadoy perforado.
Si bien el daño de la zona triturada noresulta visible en los barridos CT, su magnitudpuede inferirse a partir de las relaciones CFE.Un valor de CFE de aproximadamente uno indicaque no hubo deterioro del flujo debido a la inyec-ción de detritos y finos ni daño de la zonatriturada como consecuencia de la oleada inicial.
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14. Walton IC, Johnson AB, Behrmann LA y Atwood DC:“Laboratory Experiments Provide New Insights intoUnderbalanced Perforating,” artículo de la SPE7 1642,presentado en la Conferencia y Exhibición Técnica Anualde la SPE, Nueva Orleans, Luisiana, EUA, 30 de septiem-bre al 3 de octubre de 2001.
Laboratorio de avanzada para el estudio del disparo de núcleos
Muestra simulada denúcleos del yacimiento
Conductoresde disparo
Diferencia de presiónde poro del pozo
Presión del pozo
Válvula de micrómetro
Medidores de presión de cuarzo rápidos
Cámara de confinamiento
Acumulador de 30 galones
Placa de disparo que simula la tuberíade revestimiento y el cemento
Acumulador de 5 galonesconectado al pozo
Pozo simulado
Pistola con carga hueca
Muestra del núcleo
Dato
s de
pre
sión
de c
onfin
amie
nto
Dato
s de
pre
sión
del
poz
o
> Pruebas de flujo y pruebas de un solo disparo. El laboratorio de Investigación del Mejoramiento dela Productividad (PERF, por sus siglas en inglés) del Centro de Terminaciones de Yacimientos deSchlumberger (SRC, por sus siglas en inglés) incluye dos contenedores para investigar los procesosde disparos, y las presiones transitorias y el flujo en los disparos, bajo condiciones de fondo simula-das de presiones de sobrecarga, de poro y de pozo (extremo superior). Un contenedor está destinadoa los núcleos de hasta 17.8 cm [7 pulgadas] de diámetro y 45.7 cm [18 pulgadas] de longitud; mientrasque el otro admite núcleos de hasta 29.2 cm [11.5 pulgadas] de diámetro y 61 cm [24 pulgadas] de lon-gitud. Esta disposición permite realizar pruebas de flujo a través de núcleos de afloramientos o deyacimientos orientados desde la posición horizontal hasta la vertical (extremo inferior). Esta instala-ción está a disposición de los clientes de Schlumberger para la realización de pruebas diseñadas amedida de sus necesidades específicas.
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> Pruebas de un solo disparo con bajo balance estático. Partiendo de unbajo balance estático inicial de 1000 lpc [6.9 MPa], el bajo balance dinámi-co máximo en las Pruebas 1 a 4 osciló entre 200 y 1300 lpc [1.4 y 8.9 MPa].En cada prueba, con núcleos estándar similares y cargas idénticas, la pre-sión del pozo aumentó inmediatamente después de la detonación, pero lascuatro pruebas mostraron diferentes respuestas de la presión a travésdel tiempo. En las Pruebas 1 y 2 se alcanzaron valores de bajo balancede presión dinámicos superiores a las presiones diferenciales estáticasiniciales y se mantuvieron en esas condiciones a lo largo de todo el de-sarrollo de la prueba. Las Pruebas 3 y 4 demostraron un breve período desobre balance y una lenta declinación hasta alcanzar un bajo balance depresión. Las condiciones de bajo balance estático no eran indicativas delas presiones del pozo durante la ejecución de los disparos o del gradode limpieza de los mismos.
2000
1000
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0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0Tiempo, segundos
1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
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-2000
Dife
renc
ia d
e pr
esió
n, lp
cBajo balance de presión inicial = 1000 lpc
Prueba 4
Prueba 3
Prueba 2Prueba 1
> Pruebas de un solo disparo, en condiciones de sobre balance estático.En las Pruebas 7, 8 y 9 se utilizaron núcleos y cargas similares a las de lasPruebas 1 a 4 inclusive, pero estas pruebas comenzaron con condicionesde sobre balance estático inicial de 500 lpc [3.45 MPa]. En la Prueba 9, lapresión del pozo simulada aumentó hasta alcanzar 2500 lpc [17.2 MPa]después de la detonación de la carga y se mantuvo en condiciones desobre balance. Inmediatamente después de la detonación, las presionesdel pozo en las Pruebas 7 y 8 cayeron bruscamente a –2400 y –2000 lpc[–16.5 y –13.8 MPa], respectivamente. La Prueba 7 conservó un bajo ba-lance de presión a lo largo de toda su duración pero la Prueba 8 pasó acondiciones de sobre balance en forma repentina—efecto de ariete hi-dráulico—a los 0.45 segundos, taponando el túnel de los disparos. Estosresultados indicaron que podían lograrse un bajo balance dinámico efec-tivo a partir de condiciones de sobre balance estático inicial.
2500
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0
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-1500
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-25000 0.2 0.4 0.80.6
Tiempo, segundos1.0
Dife
renc
ia d
e pr
esió
n, lp
c
Condiciones de sobre balance inicial = 500 lpc
Prueba 9
Prueba 8
Prueba 7
> Barridos CT de un núcleo disparado y análisis de productividad. Las cuatro pruebas de un solo disparo con bajo balance de presión (izquierda) y las trespruebas de un solo disparo en condiciones de sobre balance (derecha) demostraron que la productividad de los disparos depende de algo más que lascondiciones estáticas iniciales del pozo. Las profundidades de los disparos (P) son similares para las dos series de pruebas, lo que indica la alta calidadde las cargas huecas, pero difieren los detritos (material blanco) que quedan dentro de los disparos. Las Pruebas 1, 2 y 3 tienen una eficiencia de flujo enlos núcleos (CFE, por sus siglas en inglés) similar, pero no idéntica, porque este material suelto no deteriora significativamente la productividad del pozo.No obstante, el volumen de detritos es indicativo de la magnitud y la velocidad de la oleada inicial. El valor de CFE en la Prueba 4 indicó una baja produc-tividad debido al prolongado tiempo necesario para alcanzar una presión baja en condiciones de bajo balance. Las condiciones de sobre balance exis-tentes durante las Pruebas 8 y 9 parecen haber causado daños. La Prueba 7 alcanzó el nivel más alto de un bajo balance dinámico y el mejor valor deCFE de todas las pruebas, incluyendo las cuatro realizadas con un bajo balance estático. Los investigadores llegaron a la conclusión de que las respues-tas de las presiones transitorias máximas del pozo inciden directamente en las variaciones de la productividad de los núcleos disparados. Los valoresmás altos de la relación entre la permeabilidad de la zona triturada y la permeabilidad de la formación (Kc /K) son mejores.
Prueba 1 Prueba 2
Bajo balance estático de 1000 lpc
Prueba 3 Prueba 4
CFE = 0.70Kc /K = 0.307
CFE = 0.69Kc /K = 0.304
CFE = 0.61Kc /K = 0.235
CFE = 0.21Kc /K = 0.049
P = 11.5 pulg P = 11.8 pulg P = 11.25 pulg P = 11.1 pulg
Condiciones de sobre balance estático de 500 lpc
Prueba 7
CFE = 0.92 Kc /K = 0.79
P = 11.5 pulg
Prueba 8
CFE = 0.24Kc /K = 0.09
P = 11.5 pulg
Prueba 9
CFE = 0.41Kc /K = 0.19
P = 10.4 pulg
El valor de bajo balance de presión necesariopara eliminar completamente el daño inducidopor los disparos es de aproximadamente 2400 lpc[16.5 MPa] para los núcleos Berea bajo estascondiciones de prueba. En consecuencia, el valorde CFE promedio de 0.67 para las primeras trespruebas se ajusta bastante bien a las expectati-vas para bajos balances de presión de 1000 lpc.
Los bajos balances de presión dinámica pro-nunciados—más de 2400 lpc—alcanzadosdurante la Prueba 7, que se inició con un sobrebalance estático de 500 lpc, se tradujeron en unvalor de CFE de 0.92. Este nivel de productivi-dad del núcleo disparado fue mejor que ellogrado en cualquiera de las pruebas efectuadasen condiciones de bajo balance estático.
Muchos especialistas de la industria conside-ran que las operaciones de disparos con unsobre balance de presión estático no pueden serefectivas porque impiden la oleada inicial efec-tiva y transportan potencialmente partículasfinas hacia el interior de las gargantas de losporos de la formación. La indicación de la pre-sencia de la oleada inicial durante dos de estaspruebas de disparos en condiciones de sobrebalance estático sorprendió a los investigadorespor oponerse a la teoría convencional.
Ahora, la limpieza del daño de los disparosparece estar directamente relacionada tanto conun bajo balance dinámico máximo como con lavelocidad de la oleada inicial instantánea, nocon la presión estática inicial del pozo; ya sea en
condiciones de bajo balance, balance o sobrebalance de presión. Este concepto nuevo ayuda aexplicar los pobres resultados ocasionales de lasoperaciones de disparos con bajo balance depresión y los buenos resultados inesperados delas operaciones de disparos en condiciones debalance y sobre balance de presión.
Los resultados y las conclusiones de este pro-yecto sugirieron un nuevo procedimiento delimpieza de los disparos y sirvieron de base parael desarrollo de una nueva técnica de disparos.Este proceso PURE establece configuraciones depozos y pistolas únicas para optimizar la bruscacaída de presión, o un bajo balance dinámico,que tiene lugar después de la detonación de lacarga. El paso siguiente consistía en aplicar lastécnicas en pruebas de campo.
Mejoramiento de la productividadChevronTexaco realizó las primeras pruebas deesta nueva técnica en el campo East Painter,que se encuentra ubicado cerca de Rock Springsen el sudoeste de Wyoming, EUA.15 Previamente,la compañía disparaba estos pozos, y luego losterminaba con la tubería de revestimientocementada, utilizando pistolas bajadas con latubería de producción y presiones estáticasmoderadas con un bajo balance de presión de300 a 600 lpc [2.1 a 4.1 MPa]. Los pozos habi-tualmente requerían pequeños lavados ácidos delos disparos, efectuados con tubería flexible paraestablecer el flujo después de detonar las cargas.
A continuación de estos lavados se realiza-ban grandes tratamientos ácidos energizados ycon aditivos divergentes para establecer regíme-nes de producción comerciales. Pero el éxitoeconómico moderado obtenido constituyó unincentivo para evaluar otras alternativas. Losestudios técnicos indicaron que se necesitabauna mayor diferencia de presión para aumentarla eficacia de los disparos y mejorar la producti-vidad del pozo.
Los datos de salida del programa de Análisisde Operaciones de Disparos de SchlumbergerSPAN, basados en diseños que utilizan los criteriosde Behrmann, indicaron que era necesario lograrun bajo balance de presión de aproximadamente4000 lpc [27.6 MPa] para que el daño mecánicode los disparos fuera nulo en el yacimiento deareniscas Nugget, cuyas permeabilidades oscilanentre 0.01 y 100 mD.16 Sin embargo, la presión deyacimiento existente, de 4600 lpc [31.7 MPa],requería una presión del pozo inicial extremada-mente baja para lograr este bajo balance estáticopronunciado, y las prácticas convenciones aplica-das en este campo petrolero no contemplaban laprovisión de suficiente bajo balance para logrardisparos limpios.
El proceso de operaciones de disparos PUREpermitió resolver este problema mediante lageneración de un bajo balance dinámico pronun-ciado, partiendo de valores modestos del bajobalance o sobre balance de presión iniciales. Enel laboratorio PERF del SRC se llevaron a cabo
62 Oilfield Review
> Pruebas y diseños en el campo East Painter de ChevronTexaco. Schlumberger realizó dos pruebas de un solo disparo y pruebas de flujo paraChevronTexaco a fin de simular las operaciones de terminación propuestas en el yacimiento de areniscas Nugget, utilizando núcleos de un afloramientoreal de las areniscas Nugget (izquierda). La Prueba 1 simuló una operación de disparo convencional con un bajo balance estático de 4000 lpc, con elpozo abierto en la superficie. Las condiciones transitorias del pozo pasaron de un bajo balance de presión inicial a un bajo balance de presión reducidode 1500 lpc [10.3 MPa] antes de estabilizarse con un bajo balance de presión de 3500 lpc [24.1 MPa], transcurrido más de un 1 segundo después de ladetonación de la carga. La Prueba 2 representó una terminación PURE con la zona objetivo cerrada por debajo de un empacador y condiciones de sobrebalance estático de 500 lpc [3.4 MPa]. La presión transitoria se incrementó rápidamente hasta alcanzar un sobre balance estático de 1000 lpc [6.9 MPa] yluego decreció hasta alcanzar un bajo balance de presión de 2900 lpc [20 MPa] al cabo de 0.015 segundos. La prueba con bajo balance dinámico PUREarrojó como resultado disparos más limpios y más productivos (derecha). Mediante un código de diferencias finitas se calculó un valor de CFE de 0.24para la Prueba 1 y de 0.56 para la Prueba 2, lo que equivale a un factor de daño mecánico provocado por los disparos de más de 3.2 y menos de 0.8,respectivamente.
5000
4000
3000
1000
2000
-1000
-2000
-4000
-3000
0
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5Tiempo, segundos
0.6 0.7 0.8 0.9 1.0-5000
Sobr
e ba
lanc
e de
pre
sión
, lpc
Bajo
bal
ance
de
pre
sión
, lpc
Prueba 1
Prueba 2Prueba 1
Prueba 2
Interrumpir la prueba
1.5
1.0
0.5
0 10 20 30 40 50Tiempo, minutos
60 70 80 90 1000
Índi
ce d
e pr
oduc
tivid
ad, c
m3 /s
/100
lpc
Primavera de 2004 63
dos pruebas de un solo disparo y pruebas de flujopara simular las operaciones de disparos con-vencionales y las operaciones de disparos PURE,utilizando núcleos de afloramientos reales de lasareniscas Nugget (página anterior).
En la primera prueba se simularon disparosconvencionales con un bajo balance estático ini-cial de 4000 lpc y el pozo abierto a la atmósfera.En la siguiente prueba se modelaron las opera-ciones de disparos PURE con un sobre balanceestático de 500 lpc y con la zona disparadacerrada por debajo de un empacador.
Schlumberger propuso un sistema de disparosPURE basado en la Prueba 2, partiendo de unsobre balance inicial de 500 lpc. Este diseñorequería un empacador recuperable con unasarta cerrada por encima de las pistolas bajadascon la tubería de producción y una válvula de pro-ducción de apertura rápida ubicada debajo delempacador. Sin embargo, la necesidad de contarcon un niple transversal en la tubería de produc-ción hizo que esta opción quedara eliminada.
Los ingenieros rediseñaron el sistema de pis-tolas para generar un bajo balance dinámico de2400 lpc, partiendo de un bajo balance estáticode 400 lpc [2.8 MPa]. En base a pruebas de labo-ratorio previas, los bajos balances dinámicosresultantes se traducirían en una productividadde pozo similar a la de la Prueba 2.
El programa de planeación PURE ayudó a losingenieros a especificar el sistema de pistolasadecuado, incluyendo las cargas huecas depenetración profunda PowerJet, las densidadesde disparos y las configuraciones específicas delas cargas, para que cada pozo logre los bajosbalances de presión dinámicos adecuados. Se escogieron pistolas con longitudes de entre
4.6 y 6.1 m [15 y 20 pies] en base a la permeabi-lidad de la formación. Para los intervalos cortosse utilizaron cargas PowerJet 3406 con una den-sidad de disparos de 6 dpp; para los intervaloslargos se emplearon cargas PowerJet 2906 conuna densidad de menos de 6 dpp; para los inter-valos de longitud intermedia las cargasutilizadas fueron PowerJet 2906 con una densi-dad de 6 dpp.
Cuatro de los cinco pozos terminados conestos diseños PURE resultaron en terminacionesexitosas sin necesidad de estimulaciones adicio-nales. El primer intento de terminación PURErequirió un tratamiento ácido para establecer laproducción después de que una falla mecánicaprodujera daños a la formación con posteriori-dad a los disparos. La aplicación de la tecnologíaPURE permitió ahorrar más de 150,000 dólaresestadounidenses por pozo, con respecto a lasterminaciones previas disparadas en forma con-vencional.
Mejoramiento de la inyectividadLa compañía Nederlandse Aardolie Maatschappij(NAM) perforó el pozo Borgsweer 4 en los PaísesBajos, en el año 2001, como pozo inyector deagua para el campo gigante de gas Groningen.La eliminación final del agua es crítica paramantener la continuidad de las operaciones eneste campo, y el colapso de la tubería de revesti-miento en un pozo inyector existente requirióque la construcción del pozo se realizara por víarápida. El objetivo del pozo Borgsweer 4 era elyacimiento de areniscas Rotliegend, cuya porosi-dad oscila entre 18 y 22%, su permeabilidadvaría entre 40 y 400 mD, y su presión de forma-ción es de 2530 lpc [17.4 MPa].
NAM normalmente dispara los pozos deinyección de agua y establece la inyectividadmediante el bombeo de agua fría para fracturartérmicamente la formación. Los ingenieros determinación inicialmente planificaron establecerun bajo balance estático antes de ejecutar losdisparos mediante la circulación de nitrógenodesde aproximadamente 1000 m [3281 pies] deprofundidad con tubería flexible. Como alterna-tiva, Schlumberger propuso la técnica PUREutilizando pistolas operadas con cable paragenerar un bajo balance dinámico efectivo,siendo la presión estática de pozo inicialmenteequivalente a la presión de formación; es decir,condiciones balanceadas.
En una primera carrera de disparos con unapistola convencional se perforó la tubería derevestimiento para permitir la ecualización de lapresión del pozo y la presión de formación,dejando al pozo en estado de equilibrio hidrostá-tico. No se esperaba que estos disparos selimpiaran completamente, pero sí que pudierancontribuir potencialmente con cierta inyectivi-dad. Para las dos carreras PURE posteriores, losingenieros diseñaron configuraciones de pistolaspara crear un bajo balance dinámico a partir decondiciones de presión balanceadas. En ambascarreras de disparos se alcanzaron condicionesde bajo balance dinámico (arriba).
15. Behrmann LA, Hughes K, Johnson AB y Walton IC: “NewUnderbalanced Perforating Technique Increases Completion Efficiency and Eliminates Costly Acid Stimulation,” artículo de la SPE 77364, presentado en laConferencia y Exhibición Técnica Anual de la SPE, Texas,EUA, 29 de septiembre al 2 de octubre de 2002.
16. Behrmann, referencia 11.
> Pozo de inyección Borgsweer 4, campo de gas Groningen, Países Bajos. Los datos de presión obtenidos de los medidores con velocidades de muestreode un segundo confirmaron que ambas carreras de disparos alcanzaron un bajo balance dinámico. No obstante, después de la oleada inicial con bajobalance dinámico, los datos mostraron una oscilación cíclica de la presión, o ariete hidráulico, causado por el movimiento del fluido de alta velocidad.Este incremento de la presión hidrostática, después de lograr un bajo balance dinámico, pudo haber forzado el ingreso de partículas de sólidos finos enlas gargantas de los poros de la formación, provocando daños de los disparos y deteriorando la inyectividad.
2750
2700
2650
2550
2600
2450
2400
2300
2350
2500
80 85 90 95 100 105Tiempo, segundos
1102250
Pres
ión,
lpc
Carrera de disparos 1
Ariete hidráulico
3000
2000
1000
500
2500
1500
0 5 10
Disparo
Carrera de disparos 2
1 segundo
15 20 25 30 35 40 45 50 55Tiempo, segundos
600
140
120
100
90
130
110
80
Pres
ión,
lpc
Tem
pera
tura
, gra
dos
C
Ariete hidráulico
Caída de presión instantánea de 1700 lpc
PresiónTemperatura
No obstante, la tasa de inyección inicial des-pués de los disparos fue menor que lo esperadodebido a la iniciación lenta de las fracturas ter-males en la formación y a la posible inyección definos en las gargantas de los poros de la forma-ción. La oscilación cíclica de la presión, o efectode ariete hidráulico, producida después delograr un bajo balance dinámico, pudo habercontribuido al daño provocado por los disparos,deteriorando la inyectividad. La sarta de dispa-ros fue modificada posteriormente para incluircargas y cámaras PURE que alivian los aumentosindeseados de la presión mediante el incre-mento del volumen de la pistola abierto al flujo.
Ésta fue la primera prueba de camporealizada con operaciones de disparos en condi-ciones de bajo balance dinámico en Europacontinental. Las operaciones del pozo Borgsweer4 demostraron que los sistemas PURE podíanlograr un bajo balance dinámico efectivo,partiendo de condiciones hidrostáticas balan-ceadas. También quedó demostrado que lasconfiguraciones de las pistolas podían ser modi-ficadas para aliviar fluctuaciones adversas en lapresión del pozo, tales como el efecto de arietehidráulico.
Selección de candidatos y aplicacionesTodos los pozos, tanto productores como inyecto-res, deberían ser considerados potencialescandidatos para la aplicación de la técnicaPURE. La evaluación del tipo de roca, tipos defluidos, porosidad y permeabilidad de la forma-ción, y la ejecución de simulaciones utilizando elprograma de computación SPAN, ayudan a deter-minar si la técnica PURE resultaría útil a unpozo. En la mayoría de las áreas, las terminacio-nes de pozos nuevos y existentes se beneficiaráncon la aplicación de operaciones de disparos conbajo balance dinámico PURE.
La mayoría de los pozos de inyección sonexcelentes candidatos para la aplicación de latécnica PURE, porque los túneles dejados por losdisparos limpios son esenciales para lograr unainyectividad óptima. El logro de un bajo balancedinámico adecuado asegura la presencia de sufi-ciente oleada inicial para eliminar el materialsuelto de los túneles de los disparos antes decomenzar la inyección. Además, impide que losdetritos y las partículas finas de la formaciónsean inyectados y obturen las gargantas de losporos de la formación.
La técnica PURE ha resultado particular-mente efectiva en formaciones de bajapermeabilidad que requieren un bajo balance depresión extremadamente alto para la limpiezade los disparos. Tales diferencias de presión sue-
64 Oilfield Review
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0-0.75 -0.5 -0.25 0
(P–D)/P
Productividad vs. daño (D)
0.25-1 0.5 0.75 1
Rela
ción
de
prod
uctiv
idad
†
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0-0.75 -0.5 -0.25 0
(P–D)/P
Productividad vs. daño (D)
0.25-1 0.5 0.75 1
Rela
ción
de
prod
uctiv
idad
†
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.011 12
Penetración, pulgadas
† Terminación disparada versus pozo abierto sin dañar
Productividad versus penetración (P)
10 13 14
Rela
ción
de
prod
uctiv
idad
†
Kc/K = 1, PUREKc/K = 0.3 Kc/K = 0.1
Kc/K = 0.01
Kc/K = 1, PURE
Kc/K = 1, PURE
Kc/K = 0.3
Kc/K = 0.3
Kc/K = 0.1
Kc/K = 0.1
Kc/K = 0.01
Kc/K = 0.01
Daño (D) = 12 pulgadasdpp = 6, Kc/K = 0.2
Penetración (P) = 12 pulgadasdpp = 6, Kc/K = 0.2
Penetración (P) = 12 pulgadasdpp = 12, Kc/K = 0.2
>Mejoramiento de las terminaciones disparadas. Cuando la penetración de los disparos(P) se extiende más allá de la profundidad de la zona de permeabilidad dañada (D), lassimulaciones realizadas con el programa de Análisis de Operaciones de Disparos deSchlumberger SPAN demuestran que la relación entre la permeabilidad de la zona trituraday la permeabilidad de la formación sin dañar (Kc /K) tiene gran influencia sobre el desempe-ño del pozo (extremo superior). Las operaciones de disparos con bajo balance dinámicoPURE alcanzan altos niveles de productividad con menos disparos (6 dpp) (centro). Lasoperaciones de disparos limpios PURE (Kc /K) mejoran la productividad más que el incre-mento de la densidad de los disparos (12 dpp) o el aumento de la longitud de los disparos(extremo inferior).
Primavera de 2004 65
len ser difíciles de lograr durante las operacio-nes de disparos convencionales en condicionesde bajo balance estático.
En pozos horizontales o desviados, suele serdifícil desplazar los fluidos de perforación o ter-minación para obtener un bajo balance estáticorequerido. Las operaciones de disparos con unbajo balance dinámico ayudan a evitar el despla-zamiento costoso e inconveniente de los fluidosde pozo con un líquido más liviano o un gasinerte para lograr un bajo balance de presiónrequerido. Las operaciones de disparos consobre balance de presión estático convenciona-les, con fluidos potencialmente dañinos en unpozo, pueden causar daños que sólo serán elimi-nados con tratamientos ácidos en la zona vecinaal pozo.
Los candidatos más prioritarios, es deciraquellos que aportan el mayor valor para losoperadores, son pozos con potencial considera-ble para el mejoramiento de la productividad.También se incluyen condiciones de pozos querequieren operaciones costosas para establecerun bajo balance estático adecuado, pozos quehabitualmente necesitan lavados ácidos de losdisparos en la zona vecina al pozo después de lasoperaciones de disparos, y aquellos que requie-ren presiones altas con un bajo balance depresión.
El proceso de selección de candidatos PUREse centra en el mejoramiento de la relación entrela permeabilidad de la zona triturada y la perme-abilidad de la formación (Kc /K) para mejorar eldesempeño del pozo (página anterior). Un bajobalance dinámico genera relaciones (Kc /K) cer-canas a 1. Las relaciones (Kc /K) para lasoperaciones de disparos con un bajo balanceestático convencionales oscilan entre menos de0.1 y aproximadamente 0.3 en los mejores casos.
Tanto la presión de poro como la permeabili-dad deberían considerarse durante el proceso deselección de candidatos. Se han disparado conéxito pozos con presiones de formación de tansólo 1000 lpc y permeabilidades de apenas 0.5mD utilizando las técnicas PURE, aunque fuerondiseños y operaciones dificultosos. Los límitesde las operaciones de disparos PURE aún seestán estableciendo y resultarán más claros amedida que se terminen más pozos.
Operaciones de disparos en formaciones compactas de baja presiónEn el año 2002, Anadarko Petroleum Corpora-tion aplicó operaciones de disparos con bajobalance dinámico en el campo de gas Bradysituado en Wyoming.17 Además de contener altasconcentraciones de H2S, la formación Weber
comprende aproximadamente 183 m [600 pies]de intercalaciones de arena, lutita y dolomíainterestratificadas. La permeabilidad oscilaentre 0.5 y 1.5 mD con una presión de yaci-miento actual de menos de 2800 lpc [19.3 MPa]a 4267 m [14,000 pies].
En las 18 terminaciones de pozos existentesen este campo petrolero, se utilizaron pistolasoperadas con cable y técnicas de disparos encondiciones de sobre balance estático, lo que setradujo en un volumen de flujo mínimo.Anadarko realizó tratamientos de lavado de losdisparos utilizando ácido clorhídrico-fluorhí-drico [HCl-HF] para establecer la produccióncomercial. Después de la acidificación, estospozos producían típicamente entre 28,640 y143,200 m3/d [1 y 5 MMpc/D] de gas. Tres de lospozos requirieron tratamientos de estimulaciónpor fracturamiento hidráulico.
Anadarko escogió la técnica de disparosPURE para la nueva terminación del pozo Brady38W, en una zona superior de la formaciónWeber. Los disparos cementados mediante inyec-ción forzada por encima de la zona objetivo,dificultaban la acidificación y el fracturamientohidráulico correctivos si los disparos no lograbanlos resultados deseados. Las operaciones de dis-paros con bajo balance dinámico proporcionabanla mejor posibilidad de lograr una terminaciónexitosa sin estimulación adicional.
Un análisis NODAL del sistema de produc-ción efectuado con anterioridad a los trabajos,indicó que el pozo debería producir aproximada-mente 110,260 m3/d [3.85 MMpc/D] sin dañoinducido por la operación de disparo (arriba).No obstante, el factor de daño mecánico de loscomponentes de la terminación históricamenteera superior a 20 después de las operaciones dedisparos en condiciones de sobre balance yantes de la acidificación. La técnica PURE per-mitió obtener un régimen de flujo sostenido de148,930 m3/d [5.2 MMpc/D] a las pocas horas deefectuados los disparos con condiciones de sobrebalance iniciales de 3250 lpc [22.4 MPa]. El fac-tor de daño mecánico estimado de los disparosfue de –1.17; es decir, se registró una leve esti-mulación.
> Efecto de la reducción del daño mecánico producido por los disparos. Parte del proceso deldiseño PURE consistió en determinar qué cabría esperar de las operaciones de disparos conbajo balance dinámico. Se realizó un análisis NODAL previo a los trabajos para ajustar los datosde desempeño de pozos previos y estimar qué régimen de producción arrojarían los disparossin daño mecánico. Los pozos del campo Brady exhibían históricamente factores de daño me-cánico producidos por los disparos superiores a +20. La técnica PURE arrojó un factor de dañomecánico generado por los disparos de –1.17, o con leve estimulación, y un correspondienterégimen de flujo superior a 143,200 m3/d [5 MMpc/D].
3000
0 1 2 3Producción, MMpc/D
4 5 6 7
2500
2000
1500
Pres
ión
de fl
ujo
de fo
ndo
de p
ozo
(BHF
P), l
pc
BHFP
1000
500
0
Kc/K = 0.01
Kc/K = 0.05
Kc/K = 0.15
Kc/K = 1
Factor de dañomecánico = 18.90
Factor de dañomecánico = 2.68
Factor de dañomecánico = 0
Factor de dañomecánico= –1.17
Curvas correspondientes a la productividad del pozo (IPR)
17. Stutz HL y Behrmann LA: “Dynamic Underbalanced Perforating Eliminates Near Wellbore Acid Stimulation in Low-Pressure Weber Formation,” artículo de la SPE86543, presentado en el Simposio y Exhibición Interna-cional sobre Control del Daño de Formación de la SPE,Lafayette, Luisiana, EUA, 18 al 22 de febrero de 2004.
Más adelante dentro del curso del año 2002,Anadarko perforó el pozo 56W, el primer pozonuevo del campo Brady en más de 17 años. Eléxito de la nueva terminación del pozo Brady38W convenció a Anadarko para volver a utilizarla técnica PURE. En ambos pozos se emplearonterminaciones TCP permanentes (izquierda).
Un análisis NODAL indicó que este pozoproduciría aproximadamente 85,920 m3/d[3 MMpc/D] sin daño mecánico inducido por laoperación de disparo. El pozo se estabilizó efec-tivamente en 120,290 m3/d [4.2 MMpc/D], valorque se corresponde con un factor de daño mecá-nico generado por los disparos de –1.2. La bajapresión de fondo de pozo (BHP, por sus siglas eninglés) condujo a un sobre balance de presiónestático de 3750 lpc [25.9 MPa]. De haber sidodisparado en forma convencional, el pozo 56Whabría requerido un tratamiento de estimula-ción adicional.
Después de las operaciones de disparos, elpozo 56W se descargó lentamente debido a lapresencia de una BHP inferior a la esperada;2300 lpc [15.9 MPa]. El yacimiento de baja per-meabilidad y baja presión requería contraflujo ylimpieza inmediatos después de los disparospara evitar ulteriores daños de los componentesde la terminación. El arreglo TCP estaba com-puesto por sistemas de pistolas de Alta Densidadde Disparos HSD PURE de 27⁄8 pulgadas, diseña-dos para crear un bajo balance dinámico, unaválvula de producción SXPV de acción rápida,cabezales de disparos mecánicos y de retardohidráulico de respaldo, una camisa de desliza-miento y un empacador.
Los arreglos TCP se bajaron con los pozos lle-nos de fluido de terminación y las camisas dedeslizamiento abiertas. La camisa de desliza-miento se cerró después de asentar el empacador,bloqueando la presión en 6050 lpc [41.7 MPa]alrededor de las pistolas. El nivel de fluido en latubería fue reducido por suaveo (swabbing, pis-toneo) hasta aproximadamente 3658 m [12,000pies], 305 m [1000 pies] por encima del empaca-dor. La condición de presión del pozo inicial enambos pozos era de sobre balance.
Una barra de accionamiento del cabezal dedisparo liberada desde la superficie puso enfuncionamiento el cabezal de disparo mecánico.Las pistolas detonaron y se abrió la válvula deproducción después de haberse generado unbajo balance dinámico. Con la tubería abierta yla columna líquida previamente reducida porsuaveo hasta alcanzar el nivel correspondiente aun bajo balance de presión, el pozo comenzó aproducir instantáneamente enviando la pro-ducción al sistema de producción de superficie.
En caso de mal funcionamiento de la barra deaccionamiento, la presión del gas dentro de latubería de producción activaría el cabezal dedisparo hidráulico de respaldo. El gas se purga-ría durante el período de retardo para evacuar latubería.
Estos diseños PURE también fueron ajusta-dos para dar cuenta de la presión del pozo finalen caso de no abrirse la válvula SXPV. Las cargasPURE y el volumen interno de las pistolasdebían diseñarse correctamente en base al volu-men y la presión del pozo; de lo contrario, lapresión de los disparos podría pasar de condicio-nes de sobre balance inicial a un bajo balancedinámico y nuevamente a condiciones de sobrebalance, causando daño de operaciones de dis-paros. El pozo 56W requería cámaras PUREadicionales para asegurar que la presión delpozo se mantuviera con un bajo balance de pre-sión o equilibrada después de alcanzar un bajobalance dinámico.
Las operaciones de disparos con bajo balancede presión eliminaron la necesidad de efectuarlavados de los disparos con ácido en la zona vecinaal pozo. Ambos pozos produjeron en forma naturaldespués de los disparos. Las operaciones de termi-nación fueron más eficaces, lo que se tradujo enventas de gas relativamente más seguras y másrápidas en este entorno sensible de H2S, o gasácido. El éxito de estos dos pozos reafirmó elpotencial de las operaciones de disparos PURE.
Optimización de las nuevas terminacionesEn la porción sur del Mar del Norte, NAM tam-bién perforó un pozo de gran inclinación a lolargo del margen este de la Cuenca Broad Four-teens. El objetivo del pozo era un yacimientogasífero de 140 m [459 pies] en la areniscaRotliegend. La porosidad de dicha formaciónoscila entre 5 y 15% y la permeabilidad fluctúaentre 0.2 y 20 mD. La presión de yacimiento obte-nida de un Probador Modular de la Dinámica dela Formación MDT fue de 6672 lpc [46 MPa].
Debido a la baja permeabilidad de estos yaci-mientos, NAM planificó operaciones de disparosbajadas con tubería flexible en conjunto con unsistema de Inserción y Recuperación de Termi-naciones bajo Presión CIRP, para lograr unapresión estática alta con bajo balance de presióny recuperar la larga sarta de pistolas sin matarel pozo. Debido a la configuración de la termina-ción, NAM optó por pistolas HSD de 27⁄8 pulgadascon cargas huecas PowerJet, configuradas conuna densidad de disparos de 6 dpp para las ope-raciones de disparos convencionales. Con laacidificación del pozo quedaría concluida la ter-minación.
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> Operaciones de disparos con bajo balance di-námico en el campo Brady, Wyoming, EUA. Comose muestra en este diagrama del pozo 38W, losdos pozos del campo Brady incluyeron termina-ciones permanentes bajadas mediante la tuberíade producción. Los disparos cementados coninyección forzada por encima de la zona objetivode la nueva terminación en el pozo 38W, limita-ban potencialmente la factibilidad de los trata-mientos de estimulación correctivos. El procesode disparos PURE ofrecía la mayor probabilidadde éxito de la terminación. Una válvula de pro-ducción de acción rápida SXPV aislaba la tube-ría, las pistolas TCP y el espacio anular debajodel empacador, generando las condiciones depresión estática iniciales necesarias para crearun bajo balance dinámico. La válvula SXPV estádiseñada para abrirse en forma automática inme-diatamente después de disparar las pistolas, a finde permitir el flujo casi instantáneo de este ya-cimiento de baja presión de la Formación Weber.
Arreglo de sello y receptáculo de diámetro pulido (PBR)
Tapón puente
Camisa de deslizamiento
Cabezales de disparo
Válvula deproducción SXPV
Disparos
Presión de la tuberíade producción de 450 lpc
Presión del yacimiento de 2800 lpc
Presión anular de 6050 lpc
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El modelado previo a los trabajos indicó quelas operaciones de disparos con bajo balancedinámico podrían beneficiar a este pozo. Porotra parte, los resultados del pozo de inyecciónBorgsweer 4 y los hallazgos de una prueba decampo en curso de los sistemas de pistolasPURE realizada en otros pozos de gas de NAMeran alentadores. En consecuencia, los técnicosde NAM decidieron disparar este pozo utilizandoun sistema de pistolas PURE especialmentediseñado con una densidad de cargas de 4 dpp.La sarta de pistolas PURE de 195 m [640 pies],con una cámara PURE de 7 m [23 pies], fuebajada con tubería flexible de 11⁄2 pulgada y laspistolas fueron detonadas con un bajo balancede presión inicial de 700 lpc [4.7 MPa] (arriba).
El pozo produjo aproximadamente 2.5 millo-nes de m3/d [87 MMpc/D] de gas después de lasoperaciones de disparos PURE, superando el régi-men de flujo esperado de 0.5 a 1.5 millón de m3/d
[17 a 52 MMpc/D]. Debido a este régimen de flujoinesperadamente alto, se canceló un tratamientocon ácido que había sido planificado. NAM estáevaluando actualmente los diseños PURE parafuturas terminaciones de pozos de gas.
Las operaciones de disparos con bajobalance dinámico están siendo cada vez másaceptadas en el Mar del Norte y los operadoresestán aplicando esta técnica con igual nivel deéxito en otros campos de la región. A mediadosde agosto de 2003, CNR International realizó dosoperaciones PURE en el campo Ninian North,situado en el sector británico del Mar del Norte.Durante las operaciones de disparos y recupera-ción de la sarta de disparo, la compañía disparódos pozos, el N-41 y el N-42, en el campo NinianNorth con un arreglo de pruebas de formación através de la columna de perforación (DST, porsus siglas en inglés).
Para lograr un diseño de disparos PURE, lasarta DST para estos dos pozos generó un sistemacerrado y el sistema de pistolas fue configuradopara alcanzar un bajo balance dinámico(izquierda). La respuesta de la presión en la basede cada sarta de pistolas DST fue registrada utili-zando medidores de presión con velocidades demuestreo lentas, de 1 y 5 segundos.
> Terminación de un pozo de gas en el Mar del Norte. Durante la terminación de un pozo de lacompañía NAM en la arenisca gasífera Rotliegend del sur del Mar del Norte, los datos de presiónobtenidos de los medidores de la sarta de pistolas confirmaron que el diseño de los disparos PURElograba el bajo balance dinámico requerido.
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< Configuración del sistema de pistolas para lospozos del campo Ninian North. Las herramientasde prueba de formación a través de la columnade perforación (DST, por sus siglas en inglés), enla sarta de disparos, proporcionan el control dela presión hidrostática del pozo para los disparosPURE durante las operaciones de disparos y larecuperación de la sarta de disparo. Al cerrarse,la válvula del probador bloqueó la alta presiónpor debajo del empacador. Después de los dis-paros, la válvula del probador se abrió paradesplazar los pozos con fluidos pesados antesde extraer la sarta DST y las pistolas. El pasosiguiente consistió en bajar el equipo de termi-nación y la tubería de producción.
Válvula Dual Remota Inteligente (IRDV)
Tijera
Unión de seguridad
Empacador de fondo de pozo PosiTrieve de 7 pulgadas
Barrera cerámica dedetritos, con orificios
Cuerpo de la pistola con orificios y medidores de presión
Sistemas de detonaciónHDF/eFire primario y HDF/HDF para contingencias
Pistolas de disparo PURE de 33⁄8 pulgadas
En la primera aplicación, CNR disparó ochozonas que totalizaban 302 m [992 pies] de espe-sor productivo neto a través de un intervalo de671 m [2200 pies] en el pozo N-41. La sarta deprueba TCP incluía pistolas HSD de 33⁄8 pulgadasdiseñadas para generar un bajo balance diná-mico (arriba). Este pozo produjo a un régimende producción de petróleo inicial de 1510 m3/d[9500 B/D]. La producción del pozo se estabilizóen 1192 m3/d [7500 B/D] de petróleo; es decir,superó en un 50% la proyección original de795 m3/d [5000 B/D] estimadas para las opera-ciones convencionales.
Para el pozo N-42, CNR utilizó pistolas HSDde 31⁄2 pulgadas configuradas para las operacionesde disparos PURE en la sarta DST. Se dispararontres zonas que conformaban aproximadamente277 m [910 pies] de espesor productivo neto, através de un intervalo de 488 m [1600 pies], conbajo balance dinámico (página siguiente). Lapresión de superficie inicial, después de los dis-paros, indicaba una presión de yacimiento demás de 6100 lpc [42.1 MPa], muy superior a las5300 lpc [36.5 MPa] observadas en el pozo N-41.Incluso durante la limpieza, el pozo N-42 pro-dujo 67 m3/d [421 B/D] de petróleo, 419 m3/d[2633 B/D] de agua y 44,110 m3/d [1.54 MMpc/D]de gas.
La presión de la tubería aplicada en la super-ficie accionaba un cabezal de disparo de retardohidráulico (HDF, por sus siglas en inglés).
Durante el retardo previo a la detonación de laspistolas se cerró un probador de Válvula DualRemota Inteligente (IRDV, por sus siglas eninglés), bloqueando la presión hidrostáticapresente alrededor de las pistolas; aproximada-mente 8000 lpc [55.2 MPa] en el pozo N-41 y 8600lpc [59.3 MPa] inicialmente en el pozo N-42.
En ambos pozos, se combinaron las condicio-nes de sobre balance estático pronunciado y unarelación volumétrica entre la pistola y el pozo,para crear un bajo balance dinámico estimadode más de 4000 lpc inmediatamente después dedetonar las pistolas. Durante el período deretardo de las detonaciones en el pozo N-42, seprodujo una fuga lenta que implicó una reduc-ción de 8600 lpc a 7500 lpc [51.7 MPa]. Pero conla válvula del probador cerrada, la presión ini-cial del pozo se mantuvo lo suficientemente altacomo para lograr el bajo balance dinámicorequerido.
Estas velocidades de muestreo de los datosno eran lo suficientemente altas para capturarlas presiones transitorias en detalle, pero indica-ron efectivamente la existencia de un bajobalance dinámico inmediatamente después dedetonadas las pistolas. El rápido incremento dela presión registrado en los dos pozos hastaalcanzar una presión de yacimiento de 5300 lpcen el pozo N-41 y de 6100 lpc en el pozo N-42,indicó la limpieza de los disparos con un dañoinducido mínimo. El pozo N-42, perforado origi-nalmente como inyector, estuvo en produccióndurante un breve período antes de su nueva ter-minación. CNR también ha aplicado técnicas dedisparos PURE en otros cinco pozos, incluyendoun pozo productor del campo Ninian South y unpozo inyector del campo Murchison.
Qué se vislumbra para las operaciones con un bajo balance dinámicoLa utilización de condiciones de presión debalance y sobre balance estático para las opera-ciones de terminación de pozos ha declinado,salvo por algunas aplicaciones puntuales talescomo las operaciones de disparos en condicionesde sobre balance extremo.18 Por el contrario, lasoperaciones de disparos con bajo balance de pre-sión continúan expandiéndose y evolucionando.Como resultado de los esfuerzos de investigacióny desarrollo en curso, el concepto de bajo balanceestático prevaleciente está siendo reemplazadopor la nueva técnica de bajo balance dinámico.
La innovadora tecnología PURE optimiza losdiseños de las pistolas, los tipos de cargas y laconfiguración de las terminaciones, lo que setraduce en disparos limpios. La técnica PUREprovee control sobre el valor verdadero del bajobalance porque toma en cuenta las propiedadesdel yacimiento, los parámetros de la termina-ción y las configuraciones de las pistolas. Esteenfoque ayuda a los operadores a lograr un bajobalance dinámico y disparos más efectivos.
Los parámetros de terminación de pozos ydisparos deben diseñarse cuidadosamente paralograr un bajo balance dinámico y generar dispa-ros sin daño mecánico. El grado de control de laoleada inicial de fluido que es posible con losdiseños de disparos PURE ayuda a prevenir elatascamiento de las pistolas y los costos de recu-peración asociados. En algunas aplicaciones, elmejoramiento de la conductividad de los dispa-ros y la reducción de los daños mecánicos de lasterminaciones pueden eliminar la necesidad derealizar lavados ácidos en la zona vecina al pozopara limpiar el daño provocado por los disparos.
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Caída de presión después de detonar las cargas
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Incremento de la presión hastaalcanzar la presión de la formación
18. Behrmann y McDonald, referencia 2.Behrmann L, Huber K, McDonald B, Couët B, Dee J,Folse R, Handren P, Schmidt J y Snider P: “Quo Vadis,Extreme Overbalance,” Oilfield Review 8, no. 3 (Otoño de1996): 18–33.
19. Stutz y Behrmann, referencia 17.
> Respuesta de las presiones transitorias durante las operaciones de disparos realizadas en el pozo N-41 del campo Ninian North. El bajo balance dinámi-co para esta operación PURE fue diseñado para superar las 4000 lpc. La velocidad de muestreo del medidor de presión no era lo suficientemente rápidapara capturar la máxima diferencia de presión, pero la tendencia fue la esperada para los disparos limpios. Después de alcanzar el bajo balance diná-mico, la presión del pozo se incrementa rápidamente hasta alcanzar la presión del yacimiento de 5300 lpc [36.5 MPa]. Los intervalos de tiempo no sontodos uniformes.
Primavera de 2004 69
Además de eliminar los lavados correctivosde los disparos, la técnica de disparos PUREmejora la eficiencia de la estimulación y delbombeo mediante el aumento de la densidadefectiva de los disparos. La técnica PURE con-trola las presiones transitorias de fondo de pozo,lo que se traduce en vibraciones menos intensassobre los componentes del pozo y de la termina-ción inducidas por los disparos. En ciertasaplicaciones, este grado de control permitereducir la probabilidad de daño de la cementa-ción y el flujo indeseable de agua detrás de latubería de revestimiento.
Las operaciones de disparos con bajobalance dinámico no reemplazan a los trata-mientos de acidificación de la matriz y a lostratamientos químicos aplicados para remediarlos daños provocados en la zona vecina al pozopor pérdidas de fluidos de perforación o termi-nación, acumulación de depósitos orgánicos yacumulación de incrustaciones de minerales. Latécnica PURE no es un sustituto de los trata-mientos ácidos y los tratamientos porfracturamiento hidráulico, más extensos, queabordan daños más profundos y estimulan laproducción e incrementan la recuperación dereservas provenientes de yacimientos carbonata-dos y de areniscas de baja permeabilidad.
Las operaciones de disparos con bajobalance dinámico también parecen minimizar elgrado de diferencia de presión necesario paralograr disparos limpios. Esta ventaja posibilita laejecución de operaciones más seguras en áreassensibles desde el punto de vista ambiental y encondiciones de pozo peligrosas, tales como losyacimientos que contienen ácido sulfhídrico. Loscriterios de bajo balance convencionales no son
aplicables al sistema de bajo balance dinámico y,de hecho, a veces se sobreestima la diferenciade presión requerida para obtener resultadosóptimos con operaciones en condiciones de bajobalance dinámico.19
Se están realizando pruebas de laboratoriopara confirmar estos resultados y volver a encararlos requisitos para las operaciones en condicionesde presión de bajo balance. Claramente, es nece-sario considerar otros aspectos de la física depozos y de yacimientos, relacionados con la deto-nación de las pistolas y las respuestas de lapresión para comprender mejor la limpieza de losdisparos y mejorar las simulaciones de los dispa-ros efectuados con bajo balance dinámico.
A pesar de que estas operaciones están en suprimera etapa de aplicación, los principales pro-cesos físicos que generan variaciones de lapresión dinámica ya se están comprendiendocon mayor claridad. Es probable que el mode-lado y el análisis de detalle resulten dificultososdebido a la complejidad de estos procesos, peroestán por obtenerse las predicciones de primerorden de un bajo balance dinámico y la posteriorlimpieza de los disparos.
Con el programa de planeación PURE seincluirá un modelo matemático de la dinámicatransitoria del pozo para incorporar las observa-ciones de laboratorio en los diseños de losdisparos y apoyar la aplicación de las operacio-nes con bajo balance dinámico. Este programade computación es un complemento del pro-grama de diseño SPAN, que ayuda a diseñarsistemas de disparos PURE óptimos.
Con los sistemas PURE, ahora es posible utili-zar medidores de presión de fondo de pozo convelocidades de muestreo extremadamente rápi-
das que permiten optimizar aún más las opera-ciones de disparos con bajo balance dinámico. Lacaptura de datos de presiones transitorias en elcampo ayuda a verificar la diferencia de presiónmáxima y proporciona un panorama más deta-llado de los eventos de presión iniciales duranteel desarrollo concreto de las operaciones de dis-paros. Cuando se aplique, esta capacidadpermitirá mejorar nuestro conocimiento de lafísica del pozo durante la ejecución de los dispa-ros.
Hasta la fecha, más de 100 pozos han sidoterminados con éxito utilizando las técnicas dedisparos PURE, incluyendo desde terminacionesoperadas con cable y con tuberías de producciónhasta terminaciones con despliegue de tuberíasflexibles y permanentes. Por primera vez losoperadores pueden obtener nuevos disparosefectivos en pozos que ya cuentan con disparosabiertos.
Esta técnica posee un enorme potencial; dis-paros limpios aun con múltiples bajadas de laspistolas, eliminación de la necesidad de obtenerun bajo balance de presión pronunciado, reduc-ción del riesgo de estallido de las pistolasoperadas con cable en dirección a la superficie,minimización de las vibraciones producidas porlos disparos y del daño del pozo, y potencialreducción de la necesidad de aplicar tratamien-tos correctivos de eliminación de daños en lazona vecina al pozo. —MET
> Respuesta de las presiones transitorias durante las operaciones de disparos realizadas en el pozo N-42 del campo Ninian North. La lenta velocidad de mues-treo de los medidores de presión en la sarta de disparos del pozo N-42 no registró el máximo bajo balance dinámico durante esta operación PURE, diseñadapara alcanzar un bajo balance de presión de 4000 lpc. No obstante, los datos disponibles indican una reducción sustancial de 2246 lpc [15.5 MPa], pasando de7480 a 5234 lpc [51.6 a 36.1 MPa]. Después de los disparos, la presión del pozo aumenta rápidamente hasta alcanzar la presión del yacimiento de 6100 lpc [42MPa], lo que indica la limpieza de los disparos.
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Incremento de la presiónpara activar el cabezal de disparo HDF
Incremento de la presión hasta alcanzar la presión de la formación
