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7/29/2019 Tesis Manejo de Arena
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UNIVERSIDAD DE ORIENTE
NCLEO DE MONAGAS
ESCUELA DE INGENIERA DE PETRLEO
MATURN/MONAGAS/VENEZUELA
PROPUESTA DE MEJORAS A LOS MTODOS DE CONTROL
DE ARENA DE LOS POZOS PRODUCTORES DE LA ARENA O-
15, YACIMIENTO OFIM CNX-24, CAMPO CERRO NEGRO
REALIZADO POR
JULIA ALEJANDRA DEL VALLE FIGUERA SCALISI
Trabajo Especial de Grado presentado como requisito parcial para optar al
ttulo de INGENIERO DE PETRLEO
MATURN, JULIO DE 2012
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ACTA DE APROBACION
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RESOLUCIN
De acuerdo al artculo 41 del reglamento de Trabajos de Grado: los
Trabajos de Grado son de exclusiva propiedad de la Universidad y slo podrn ser
utilizados a otros fines con el consentimiento del Consejo de Ncleo respectivo, quien
deber participarlo previamente al Consejo Universitario para su autorizacin.
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DEDICATORIA
A Dios principalmente por darme la vida, por ser mi Padre, mi Amigo fiel, por
haberme escogido desde antes de nacer. Te Amo Seor, que toda la gloria sea
siempre para Ti
A mis padres, Julio Figuera y Maddalena Scalisi, por ser mis protectores aqu
en la tierra escogidos por Dios, quienes siempre me han apoyado, han confiado en m
y nunca me han abandono. Los Amo dems.
A mi nonna, Giovanna Galioto, quien estuvo cuidndome desde que nac, quien
siempre or por m, y confi en m y en Dios que este logro lo alcanzara. Nunca te
olvidar, siempre sers uno de los mejores recuerdos guardados en mi corazn. Te
amar siempre.
A mi hermana, Rita Giovanna, mi primera amiga, mi galla, a quien Amo
muchsimo. A mis primos Willfredo Tadeo y Jess David, para que puedan seguir el
ejemplo que siempre se les ha enseado, ser unos profesionales, los Amo. El amor
entre hermanos es inexplicable. A mi perrita Sifri, cuya compaa no me falt en los
ltimos momentos de la tesis.
A mis tos Willfredo Guzmn, Clara Scalisi y Noris Figuera, por considerarme
una hija ms y quienes han vivido de cerca conmigo cada meta alcanzada. Los Amo
mucho.
A mis hijos, mi futura familia, para que este logro los motive a serprofesionales.
Julia Alejandra Del Valle Figuera Scalisi.
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AGRADECIMIENTOS
Gracias primeramente a Dios, mi Salvador, cuyo amor me alcanz en todo
momento, a quien conoc en el mejor momento de la vida y a quien le debo lo que
soy. Sin El no hubiese logrado esto. Romanos 8, 28.
A mis padres, gracias por su amor, su dedicacin, sus palabras de aliento,
gracias por el amor que un da naci entre ustedes que permiti crear tan bella mujer,
ja ja ja, segura estoy que Dios me permitir gozar con ustedes de este fruto. A mi
nonna bella por haber recorrido este camino conmigo hasta el ltimo momento, a mi
hermana porque siempre pude contar con sus asesoras y consejos, ahora seremos
colegas.
A mi gordito, Jhonmar Noguera, quien siempre tuvo para m ms que una
palabra, una cancin de aliento que con amor comparti conmigo durante tantos
momentos vividos en la universidad. A mis amigos y compaeros de estudios: Silvia
Garca, Mara Snchez, Graciela Maldonado, Oriana Palumbo, Ren Navarrete, yJos Chakra, con quienes un da delante de Dios prometimos cumplir y alcanzar esta
meta. A Dayana Ochoa, Noris Figueroa, Yosmery Faure, Mercileidy Jimnez, Jennys
Fermn, Albannys Gonzlez, Tahelys Contasti, Carla Faria, Sialexis Mota, Pedro
Garrido, Reidys Bolvar, Pedro Fuentes, Gnesis Gil, Fernando Romero, Ana Valerio,
Adel Bastardo, Ricardo Snchez, Silvia Caraballo, Daniela Montilva quienes en el
tiempo de Dios se sumaron a vivir conmigo la aventura de la Universidad. A Josu
Snchez y Gustavo Granado, quienes desde el inicio de la carrera me animaban a
seguir constante y perseverante. Al grupo REC y CEPUDO, con quienes obtuve
nuevas experiencias y conocimientos. A mis amigas de siempre: Marianglica
Barreto, Clara Calvo, Rosmary Gani y Adriana Gonzlez por estar a mi lado cuando
ms lo he necesitado.
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A los profesores de la Universidad de Oriente, La Casa ms Alta, que desde el
primer semestre hasta la presentacin de la tesis me ensearon, me orientaron, me
corrigieron y me guiaron, gracias a ellos tengo el conocimiento de esta carrera.
A los preparadores: Neira, Kamil, Claudio, ngel, Jess, Darwin, quienes
tuvieron la paciencia de explicarme y hacerme entender cada ejercicio. S que soy
lenta para entender.
A la seora Mariela por abrirme las puertas de su casa desde el primer momento
que nos conocimos. A la seora Aida por siempre darnos esos consejos fuertes yprecisos.
A PDVSA-Morichal por abrirme las puertas y vivir una experiencia como
profesional, al Ing. Julio Alfonzo quien fue mi asesor industrial, al Ing. Elio
Aranguren y al grupo que labora en el laboratorio de petrleo, a los operadores de las
estaciones O-16 y J-20, a los ingenieros: Yoelvis Angulo, Dennis Liscano, Eugenio
Marcano, Arqumedes Ancheta, Yulimar Velasco, Carmen, Juan Henrquez, Elio
Correa, quienes me ayudaron a desarrollar este tema tan importante para finalizar mi
carrera. A mis compaeros de pasantas: Jacksony, Jonathan, Vanessa, ngel,
Albannys, Ricardo, Aura, Moiss, Alonso, Enis, Jess, Carlos, Marco, Milexis, Karla,
Jessica, Henri, Jordamis, etc. A la sra. Ildis y sra. Virginia, gracias por sus sonrisas.
En general, a TODAS las personas que estuvieron conmigo durante casi 6 aos
de carrera universitaria, si se me olvido un nombre no lo tomen a mal, es el estrs de
la tesis. Para todos un gran abrazo, los quiero mucho y que Dios los bendiga siempre!
Julia Alejandra Del Valle Figuera Scalisi.
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NDICE
Pg.ACTA DE APROBACION ....................................................................................... iiiRESOLUCIN ........................................................................................................... ivDEDICATORIA .......................................................................................................... vAGRADECIMIENTOS ............................................................................................. viLISTA DE FIGURAS ................................................................................................. xLISTA DE TABLAS .................................................................................................. xiLISTA DE GRFICOS ............................................................................................ xiiRESUMEN ................................................................................................................ xiiiINTRODUCCIN ...................................................................................................... 1CAPTULO I ............................................................................................................... 2EL PROBLEMA ......................................................................................................... 2
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................... 21.2 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIN .......................................................... 3
1.2.1 Objetivo General .......................................................................................... 31.2.2 Objetivos Especficos ................................................................................... 3
1.3 JUSTIFICACIN DEL PROBLEMA ................................................................ 4CAPTULO II ............................................................................................................. 5MARCO TERICO ................................................................................................... 5
2.1 ANTECEDENTES ............................................................................................. 52.2 DESCRIPCIN GENERAL DEL REA EN ESTUDIO.................................. 62.3 BASES TERICAS ............................................................................................ 7
2.3.1 Produccin de arena ..................................................................................... 72.3.2 Causas de la produccin de arena ................................................................ 72.3.3 Problemas ocasionados por la produccin de arena .................................... 92.3.4 Control de arena ......................................................................................... 102.3.5 Mecanismos de control de arena ................................................................ 112.3.6 Tcnicas de control de arena ...................................................................... 112.3.7 Anlisis granulomtrico ............................................................................. 192.3.8 Categora de los pozos ............................................................................... 202.3.9 Criterios para la Utilizacin de Tubos Filtros y Empaques con Grava ...... 202.3.10 Caractersticas de las rejillas de malla Premium MeshRite ..................... 21
2.4 TRMINOS BSICOS .................................................................................... 23CAPTULO III .......................................................................................................... 25MARCO METODOLGICO ................................................................................. 25
3.1 TIPO DE INVESTIGACIN ........................................................................... 253.2 DISEO DE LA INVESTIGACIN ............................................................... 253.3 POBLACIN Y MUESTRA ............................................................................ 26
3.3.1 Poblacin .................................................................................................... 263.3.2 Muestra ...................................................................................................... 27
3.4 PROCEDIMIENTO METODOLGICO ......................................................... 27
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3.4.1 Descripcin del comportamiento de produccin de los pozos en estudio enfuncin de la produccin de arena ...................................................................... 273.4.2 Evaluacin de la eficiencia de los mtodos de control de arena de los pozosque navegan en la arena O-15 ............................................................................. 28
3.4.3 Propuesta de mejoras a la completacin de los pozos en los equipos decontrol de arena ................................................................................................... 293.4.4 Estimacin de costos de los equipos de control de arena propuestos ........ 29
3.5 TCNICAS E INSTRUMENTOS PARA LA RECOLECCIN DE DATOS 303.5.1 Tcnicas ..................................................................................................... 303.5.2 Instrumentos ............................................................................................... 30
3.6 RECURSOS ...................................................................................................... 32CAPTULO IV .......................................................................................................... 33ANLISIS DE LOS RESULTADOS ...................................................................... 33
4.1 DESCRIPCIN DEL COMPORTAMIENTO DE PRODUCCIN DE LOSPOZOS EN ESTUDIO EN FUNCIN DE LA PRODUCCIN DE ARENA ...... 334.2 EVALUACIN DE LA EFICIENCIA DE LOS MTODOS DE CONTROL
DE ARENA DE LOS POZOS QUE NAVEGAN LA ARENA O-15 .................... 374.3 PROPUESTA DE MEJORAS A LA COMPLETACIN DE LOS POZOS EN
LOS EQUIPOS DE CONTROL DE ARENA ........................................................ 414.4 ESTIMACIN DE COSTOS DE LOS EQUIPOS DE CONTROL DE ARENAPROPUESTOS ....................................................................................................... 47
CAPTULO V ............................................................................................................ 51CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...................................................... 51
5.1 CONCLUSIONES ............................................................................................ 515.2 RECOMENDACIONES ................................................................................... 52
REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS .................................................................... 54APNDICES .............................................................................................................. 56ANEXOS .................................................................................................................... 75HOJAS METADATOS ............................................................................................. 83
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LISTA DE FIGURAS
Pg.Figura 2.1: Ubicacin Faja Petrolfera del Orinoco. ..................................................... 6Figura 2.2: Liner ranurado. ......................................................................................... 14Figura 2.3: Rejilla con envoltura de alambre. ............................................................. 15Figura 2.4: Rejilla de malla premium. ........................................................................ 15Figura. 2.5: Tipos de rejillas preempacadas. ............................................................... 17Figura 2.6: Rejilla Expandible. ................................................................................... 19
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LISTA DE TABLAS
Pg.Tabla 2.1: Categora de los pozos segn Centinela..................................................... 20Tabla 2.2: Criterios para el uso de tubos filtros y empaques con grava...................... 21Tabla 2.3: Criterios de seleccin de la empresa Schlumberger. ................................. 22Tabla 3.1.: Pozos perforados en la arena O-15, yacimiento OFIM CNX 24,
campo Cerro Negro. ............................................................................... 26Tabla 4.1: Histrico de los pozos con problemas de produccin de arena. ................ 33Tabla 4.2: Comportamiento de produccin de los pozos en funcin de la
produccin de arena. .............................................................................. 34Tabla 4.3: Estado o condicin actual de los pozos que navegan en la arena O-
15, segn su categora. ........................................................................... 36Tabla 4.4: Distribucin por tamao de las partculas presentes en una muestra
de arena de los pozos que navegan en la arena O-15. ............................ 38Tabla 4.5: Cuadro comparativo entre los dimetros de los granos de la arena O-
15 y los dimetros del liner ranurado. .................................................... 38Tabla 4.6: Caracterizacin granulomtrica. Pozos que navegan en la arena O-
15. ........................................................................................................... 39Tabla 4.7: Resultados del estudio de la determinacin de sedimentos contenidos
en el crudo por el mtodo de extraccin ................................................ 40Tabla 4.8: Cadas de presin segn el mtodo de control de arena. ........................... 42Tabla 4.9: Daos ocasionados por el mtodo de control de arena utilizado. .............. 43Tabla 4.10: Comportamiento de produccin del pozo CIB0351 completado con
rejillas de malla Premium MeshRite. ..................................................... 45Tabla 4.11: Propuesta de mejoras tcnicas para los pozos completados en la
arena O-15. ............................................................................................. 46Tabla 4.12: Descripcin de costos para la limpieza con fluido gasificado e
instalacin de las rejillas MeshRite para pozos con una longitud de3000 pies. ............................................................................................... 47
Continuacin de la tabla 4.12: Descripcin de costos para la limpieza con fluidogasificado e instalacin de las rejillas MeshRite para pozos conuna longitud de 3000 pies. ...................................................................... 48
Tabla 4.13: Cuadro comparativo de los costos entre los liners ranurados yrejillas Premium MeshRite. .................................................................... 48
Tabla 4.14: Cronograma de actividades durante el tiempo estimado para la
limpieza de un pozo con fluido gasificado. ............................................ 49
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LISTA DE GRFICOS
Pg.Grfico 4.1: Comportamiento de produccin desde el ao 2008 hasta el 2011
del pozo CIB0269. .................................................................................. 35Grfico 4.2: Curva IPR utilizando Liner ranurado Vs. Rejillas de malla
premium del pozo CIB0366. .................................................................. 44
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UNIVERSIDAD DE ORIENTE
NCLEO DE MONAGAS
ESCUELA DE INGENIERA DE PETRLEO
MATURN /MONAGAS/VENEZUELA
PROPUESTA DE MEJORAS A LOS MTODOS DE CONTROLDE ARENA DE LOS POZOS PRODUCTORES DE LA ARENA
O-15, YACIMIENTO OFIM CNX-24, CAMPO CERRO NEGRO
Autor AsesoresJulia Alejandra Del Valle Figuera Scalisi Ing. Alicia Da SilvaC.I V-19 875045 Ing. Jaime DazJulio/2012 Ing. Julio Alfonzo
RESUMEN
La produccin de arena ha sido un problema con el que la industria petrolera hatenido que enfrentarse fuertemente, y este es el caso que se presenta en la FajaPetrolfera del Orinoco, Distrito Morichal, donde en los ltimos tiempos se ha venidopresentando inconvenientes con pozos arenados. Por esta razn surgi la necesidad deproponer mejoras a los equipos de control de arena, debido a que los mtodos decontrol de arena utilizados se han vuelto insuficientes para impedir la produccin definos de formacin. Por ello, se propuso la implantacin de rejillas de mallaspremium MeshRite, las cuales poseen dimetros de orificios propicios para laretencin de estos finos, sin interrumpir la produccin de crudo y evitar el mayornmero de intervenciones. Una vez hecha la propuesta se prosigui a realizar unaestimacin de costos, la cual arroj como resultado que las rejillas tienen un 39% deincremento en comparacin con el costo de los liners ranurados. A pesar de que esrelativamente costoso, a lo largo del tiempo la produccin permitir recuperar elcapital sin generar gastos adicionales para limpiezas y cambio de equipos.
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INTRODUCCIN
La industria petrolera ha tenido que enfrentarse a un problema que le ha
generado cambios en los regmenes de produccin como es la alta produccin de
arena, daando los equipos de fondo de pozo, las instalaciones de superficie, as
como tambin ha generado gastos econmicos de decenas de miles de millones de
dlares por ao.
Controlar de manera eficiente la produccin de arena va a depender de los
diseos utilizados durante la completacin, y sta a su vez obedecer a la orientacin
de la perforacin (bien sea horizontal o vertical) y a la profundidad alcanzada, la cual
ayuda a determinar el grado de consolidacin de la roca.
Las causas que originan la produccin de arena se determinan segn la
resistencia que presente el yacimiento, es decir, segn la calidad y el tipo de material
de cementacin que mantiene la cohesin de los granos, la presin del fluido entre los
poros de la roca, la cual es directamente proporcional a la viscosidad del fluido que seest produciendo, el aumento de la produccin de agua, la fuerza de friccin existente
entre los granos, entre otros.
El Distrito Morichal est conformado por formaciones jvenes, poco
consolidadas, que contribuyen de manera directa a la produccin de arena. Es por esta
razn que se plante la propuesta de mejorar los mtodos de control de arena de los
pozos productores de la arena O-15, del yacimiento OFIM CNX 24, en el campo
Cerro Negro.
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CAPTULO I
EL PROBLEMA
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Muchos pozos completados y en produccin han experimentado problemas de
produccin de arena, originando efectos dainos en equipos de fondo y de superficie,
altas inversiones en operaciones de mantenimiento, equipos de sustitucin, entre
otros.
Los campos pertenecientes al Distrito Morichal, Divisin Carabobo, estn
constituidos por formaciones (Mesa, Las Piedras, Freites y Oficina) de rocas
disgregadas o poco consolidadas que contribuyen a la produccin de granos de arena,
originando problemas tanto a nivel de subsuelo como en superficie, es decir, en los
equipos de subsuelo ocasiona abrasin en las tuberas, taponamiento del fondo del
pozo y hasta el abandono del mismo, y en superficie ocasiona abrasin y ruptura en
las lneas de produccin, obstruccin en mltiples de produccin, separadores,disminucin de la capacidad de almacenamiento de los tanques, entre otros.
Estos yacimientos por estar situados en profundidades someras poseen energa
insuficiente para producir los fluidos de la formacin de manera natural, es por ello
que se ven sometidos al uso de los mtodos de produccin como lo son: el Bombeo
de Cavidades Progresivas (B.C.P.), Bombeo Mecnico (B.M.) y Bombeo
Electrosumergible (B.E.S.), conjuntamente con la inyeccin de diluente mesa 30,
(30API); debido a que el crudo caracterstico de esta zona es de alta viscosidad
(2000-500000 centipoises). As mismo, los estratos son perforados horizontalmente y
utilizan como equipos de control de arena los liner ranurados, los cuales han sido
insuficientes para controlar los granos del yacimiento. Es por ello que ha tomado
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cabida la intervencin frecuente de los pozos que navegan en la arena O-15,
pertenecientes al yacimiento OFIM CNX 24, donde en los ltimos meses han
presentado diversos problemas operacionales hasta llegar a su inactivacin, debido a
la poca consolidacin de los granos de la formacin productora, a los cambios de
presin en el fondo del pozo, motivada a las variaciones de velocidad de la bomba, lo
que conlleva al aumento de arrastre de partculas desprendidas desde la formacin
hasta la superficie. Por tal motivo, surgi la necesidad de describir, evaluar y
proponer mejoras a las tcnicas de control de arena de los pozos CIB0280, CIB0283,
(inactivos), y CIB0269, CIB0349, CIB0358, CIB0366, CIB0372, (activos), en
funcin de la produccin de arena, para determinar su eficiencia, as como tambin,cuantificar la tasa de produccin de arena, respectivamente, para evitar que estos
lleguen a sus tasas crticas. Dichos pozos estn ubicados en la Unidad de Produccin
de Crudo Extrapesado del Campo Cerro Negro, Distrito Morichal, Divisin
Carabobo.
1.2 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIN
1.2.1 Objetivo General
Proponer mejoras a los mtodos de control de arena de los pozos productores de
la arena O-15, yacimiento OFIM CNX-24, campo Cerro Negro.
1.2.2 Objetivos Especficos
Describir el comportamiento de produccin de los pozos en estudio en funcinde la produccin de arena.
Evaluar la eficiencia de los mtodos de control de arena de los pozos quenavegan la arena O-15.
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Proponer mejoras a la completacin de los pozos en los equipos de control dearena.
Estimar los costos de los equipos de control de arena propuestos.
1.3 JUSTIFICACIN DEL PROBLEMA
Debido a que el Distrito Morichal est constituido por arenas poco
consolidadas, se ha venido manifestando la intervencin de varios pozos por
presentar problemas de arenamiento. Esto trae consigo el colapso de la formacin,
acumulacin de arena en el fondo del pozo, erosin en los equipos de subsuelo,
abrasin en las lneas de produccin, disminucin de la tasa produccin de petrleo,
aumento de los trabajos de reacondicionamiento y por ende grandes inversiones
monetarias.
Por esta razn, para conocer las posibles causas que contribuyen a las
irregularidades de produccin de arena en el Campo Cerro Negro, se evalu la
completacin de los pozos perforados en la arena O-15 pertenecientes al yacimientoOFIM CNX 24, especficamente los pozos CIB0269, CIB0280, CIB0283, CIB0349,
CIB0358, CIB0366 y CIB0372, a fin de proponer mejoras a los mtodos de control
de arena y aportar soluciones tangibles y econmicas a la industria.
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CAPTULO II
MARCO TERICO
2.1 ANTECEDENTES
Narvez, K., Arasme, O. y Castillo, R. (2010). Estudio de la Tcnica de
Control de Arena con Rejillas Expandibles Aplicables a Pozos Productores de
Crudos Pesados y Extrapesados. En la realizacin de esta investigacin, bajo el
estudio de las tcnicas de control de arena para pozos productores de crudos pesados
y extrapesados, se plante el uso de las rejillas expandibles, nuevo mtodo de control
de arena, el cual a pesar de que su base se fundamenta en el mecanismo tradicional
mejora significativamente la retencin de finos, con mayor rea abierta al flujo de
petrleo, as como tambin es una opcin rentable para la industria debido a que
facilita las operaciones de pesca, reduce el tiempo del taladro, mediante la
incorporacin de un sistema compuesto por un cono expandible, una tubera de base
perforada y una capa de filtrado.
Roca, E. (2009). Evaluacin de las Tcnicas de Control de Arena
Aplicables en los Pozos Horizontales del Campo Cerro Negro, Distrito Morichal
- Estado Monagas. En este estudio, bajo los resultados de los anlisis
granulomtricos y de productividad, se propuso el uso de Rejillas de Mallas
Premium, tecnologa de control de arena adecuada para pozos horizontales, con
enmallado de acero inoxidable y con tubera base perforada 13% cromo para poder
soportar el ambiente corrosivo al que estuvo expuesto. De igual manera, estas rejillas
tienen aberturas que oscilan entre 250 y 300 micrones, con lo que se logra obtener
mayor produccin de petrleo, debido a la amplia rea de flujo que posee y segn la
evaluacin econmica realizada se consider esta tecnologa de control de arena
econmicamente rentable.
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2.2 DESCRIPCIN GENERAL DEL REA EN ESTUDIO
La Faja Petrolfera del Orinoco, fuente de reservas de hidrocarburos lquidos
ms grande del mundo, comprende una extensin de 55.314 km2 y un rea de
explotacin actual de 11.593 km2, lo que representa aproximadamente el 21% de la
misma, ubicada al sur de los estados Gurico, Anzotegui y Monagas. Este gran
reservorio petrolero fue dividido en cuatro grandes reas, siendo estas de oeste a este:
Boyac, Junn, Ayacucho y Carabobo, y a su vez segmentado en 29 bloques de 500
km2 cada uno aproximadamente. Dentro de la Divisin Carabobo, el rea de
Extrapesado Morichal se encuentra ubicado al sur de los estados Monagas yAnzotegui, bajo la operacin de PDVSA, del Convenio de Asociacin Chino-
Venezolano SINOVENSA, PETROMONAGAS Y PETRODELTA. Cuenta con 124
km2, con dos bloques: O-16 (Norte), J-20 (Sur), de 30 km 2 cada uno. De estos
bloques, se extrae crudo extrapesado proveniente del Miembro Morichal de la
Formacin Oficina.
Figura 2.1: Ubicacin Faja Petrolfera del Orinoco.Fuente:http://www.pdv.com/lexico/camposp/camposp.html
http://www.pdv.com/lexico/camposp/camposp.htmlhttp://www.pdv.com/lexico/camposp/camposp.htmlhttp://www.pdv.com/lexico/camposp/camposp.htmlhttp://www.pdv.com/lexico/camposp/camposp.html7/29/2019 Tesis Manejo de Arena
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2.3 BASES TERICAS
2.3.1 Produccin de arena
La produccin de arena consiste en el arrastre de partculas de arena
provenientes del yacimiento hacia el pozo y hacia la superficie. Los granos sueltos
son movilizados ante ciertos niveles de cada de presin, velocidades y viscosidades
del fluido. Una vez producidas en el interior del pozo, estas partculas pueden
provocar daos en las paredes internas de las tuberas, obstruccin y deterioro de las
bombas, abrasin en las lneas de produccin, entre otras cosas, lo cual disminuye laeficiencia del sistema. La produccin de arena depende de la resistencia de la roca, de
los esfuerzos en sitio, de los fluidos producidos y de los cambios en las tasas de flujo
respecto a la cada de presin. Las altas tasas de produccin, el aumento del esfuerzo
efectivo debido al agotamiento y la irrupcin del agua contribuyen a la produccin de
arena. (Torres, Y. (2012), p.7)
2.3.2 Causas de la produccin de arena
2.3.2.1 Grado de consolidacin
La capacidad de mantener tneles de caoneo abiertos depende estrechamente
del nivel de cohesin existente entre los granos de la arena. La cementacin de la
arenisca suele constituir un proceso geolgico secundario y por lo general, los
sedimentos ms antiguos tienden a estar ms consolidados que los ms recientes. Esto
significa que la produccin de arena constituye normalmente un problema cuando se
origina en formaciones sedimentarias terciarias que son superficiales y
geolgicamente ms jvenes, estas suelen tener poco material de cementacin que
mantenga unidos los granos de arena, por lo que estas formaciones pueden
clasificarse en poco consolidadas y no consolidadas. (Ordaz, G. (2011), pp.18-20)
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2.3.2.2 Reduccin de la presin de poro
A medida que se agota la presin del yacimiento a lo largo de la vida
productiva del pozo, se pierde parte del soporte que posea la roca suprayacente. La
disminucin de la presin del yacimiento genera una cantidad creciente de esfuerzo
en la arena de la formacin. En un momento determinado, los granos de la arena de la
formacin podran separarse de la matriz o triturarse, lo cual generara finos que se
producen conjuntamente con los fluidos del pozo. La compactacin de la roca
yacimiento por la reduccin de la presin poro podra ocasionar la subsidencia de las
capas suprayacentes (por encima del yacimiento). (Ordaz, G. (2011), pp.18-20)2.3.2.3 Viscosidad del fluido del yacimiento
La fuerza de arrastre friccional que se ejerce sobre los granos de la arena de la
formacin es creada por el flujo de fluidos del yacimiento. Dicha fuerza es
directamente proporcional a la velocidad de flujo de los fluidos y a la viscosidad del
fluido del yacimiento que se est produciendo.
La fuerza de arrastre friccional sobre los granos de arena de la formacin, es
mayor en los yacimientos cuya viscosidad de fluido es elevada, en comparacin con
los de viscosidad baja. La influencia del arrastre por viscosidad induce a la
produccin de arena en yacimientos de crudo pesado, donde se encuentran crudos
altamente viscosos de poca gravedad e incluso a velocidades de flujo bajas. (Ordaz, G.
(2011), pp.18-20)
2.3.2.4 Aumento de la produccin de agua
Se ha demostrado que la produccin de agua restringe severamente la
estabilidad del arco de arena que rodea una perforacin, lo que a su vez da inicio a la
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produccin de arena. A medida que aumenta el corte de agua, disminuye la
permeabilidad relativa del crudo, por lo cual se requiere un diferencial de presin
mayor para producir crudo a la misma velocidad. (Ordaz, G. (2011), pp.18-20)
2.3.2.5 Tasa de produccin
La produccin de fluidos de yacimiento genera un diferencial y fuerza de
arrastre friccional que pueden combinarse para vencer la resistencia a la compresin
de la formacin, lo que significa que existe una tasa de flujo crtica para la mayora de
los pozos por encima de la cual el diferencial de presin y las fuerzas de arrastrefriccional son suficientemente grandes como para exceder la resistencia a la
compresin de la formacin y ocasionar la produccin de arena. (Ordaz, G. (2011), pp.18-20)
2.3.2.6 Tasa de flujo fluctuante
Un aumento o disminucin marcada de la tasa de flujo a travs de la formacin
ocasiona un aumento transitorio en la produccin de arena. (Ordaz, G. (2011), pp.18-20)
2.3.3 Problemas ocasionados por la produccin de arena
2.3.3.1 Colapso de la formacin
Los fluidos producidos podran arrastrar consigo grandes volmenes de arena
hacia fuera de la formacin. Si la velocidad de produccin de arena es
suficientemente elevada y el proceso se extiende por largo tiempo, se desarrollar un
vaco detrs de la tubera de revestimiento, el cual continuar amplindose a medida
que se produzca ms arena. Cuando el vaco se torna lo suficientemente grande, la
lutita o formacin suprayacente podra colocarse hacia el fondo del pozo, debido a la
falta de material que proporciona el soporte. (Torres, Y. (2012), p.7)
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2.3.3.2 Acumulacin de arena en los equipos de superficie
Si la velocidad de produccin es la suficientemente rpida para transportar
arena hacia la superficie, esta podra quedar depositada en los equipos superficiales
del pozo; adems puede ser arrastrada hacia lneas y estaciones de flujo causando
deterioro de los equipos por el poder abrasivo de la arena. (Torres, Y. (2012), p.7)
2.3.3.3 Erosin del equipo de fondo y superficie
En pozos altamente productivos, los fluidos que circulan a gran velocidadtransportan arena que pueden erosionar excesivamente tanto el equipo de fondo como
el de superficie. Si la erosin es intensa u ocurre durante un lapso suficiente de
tiempo, el equipo de superficie y/o de fondo podra llegar a fallar totalmente, lo que
generara problemas graves de seguridad, ambientales y diferimiento en la
produccin. (Torres, Y. (2012), p.7)
2.3.4 Control de arena
Se conoce as al conjunto de tcnicas mediante las cuales se disminuye, total o
parcialmente, la produccin de slidos que soportan las cargas provenientes de la
formacin productora, los cuales se producen conjuntamente con los hidrocarburos,
sin restringir la productividad del pozo. Los problemas de produccin de arena suelen
presentarse en aquellas formaciones no consolidadas, cuyos componentes
mayoritarios son granos finos, donde el material cementante no provee suficiente
fuerza de cohesin como para soportar los esfuerzos ocasionados por el paso de
fluidos a travs de ellos, lo que origina un desprendimiento de la arena y por
consiguiente el arrastre de las partculas ms finas hacia el interior del pozo, puede
ser en forma de granos individuales de arena que se producen continuamente o
pedazos enteros de la formacin. Este desprendimiento de partculas no ocurre
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sbitamente, sino que va aumentando hasta llegar a cantidades de arena no
manejables por los sistemas de produccin por lo que se deben identificar los pozos
que estn produciendo poca cantidad de arena para tomar medidas especiales, ya que
una vez que estos llegan a tasas crticas, no hay manera de detener la produccin de la
misma.(Ordaz, G. (2011), pp. 18-20)
2.3.5 Mecanismos de control de arena
2.3.5.1 Reduccin de las fuerzas de arrastre y friccin
Controlar la tasa de produccin es el medio ms sencillo y econmico para
controlar la produccin de arena. La tasa de produccin de fluidos que ocasione
movimiento de arena y finos debe considerarse como una tasa por rea unitaria de
formacin permeable abierta a la luz del pozo. Determinar la tasa crtica de
produccin por encima de la cual la produccin de arena es excesiva es un factor
econmico de gran importancia, cuando las consideraciones del yacimiento y la
demanda del mercado justifican las tasas ms altas de produccin. (Torres, Y. (2012), p .7)
2.3.5.2 Aumento de la resistencia de la formacin
Esto se puede lograr a travs de la consolidacin de la arena. Este mecanismo
tiene una aplicacin especializada, deja la luz del pozo abierta y puede utilizarse en
revestidores de dimetros pequeos. El radio de penetracin de los qumicos para
consolidacin no es muy grande (no mayor de 15 pies). (Torres, Y. (2012), p. 7)
2.3.6 Tcnicas de control de arena
Las tcnicas de control de arena pueden ser clasificadas como mecnicas,
qumicas y mecnicas/qumicas. Las mecnicas previenen la produccin de arena con
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liners ranurados, rejillas o empaque con grava, que detienen los granos de gran
tamao de la arena de formacin y estos, a su vez, detienen los granos ms pequeos.
La tcnica de control qumica envuelve la inyeccin de materiales cementantes dentro
de formacin para consolidar los granos de la arena. Una combinacin de rejilla y
grava plstica consolidada puede ser usada para el control de arena en algunos pozos
para incrementar la estabilidad del empaque. (Roca, E. (2009), p. 18)
2.3.6.1 Rejillas y liners ranurados
Las rejillas y liners ranurados sin empaques con grava, constituyen la manerams sencilla de controlar la produccin de arena en pozos horizontales dependiendo
lgicamente del grado de consolidacin de la arena a producir. Este mecanismo debe
emplearse, slo si se tiene una arena bien distribuida y limpia, con un tamao de
grano grande, porque de lo contrario la rejilla o liner terminar taponndose.
Las rejillas y liners actan como filtros de superficie entre la formacin y el
pozo, puesto que el material de la formacin se puentea a la entrada del liner. Las
rejillas y los liners ranurados previenen la produccin de arena basados en el ancho
de las ranuras o aperturas para el flujo, denominado tambin calibre, creando as un
filtro que permite la produccin de petrleo.
Existen varios criterios para disear las aberturas del liner ranurado, estas en
algunos casos se dimensionan de tal manera que su tamao duplique el dimetro del
grano de arena de formacin en el percentil 50 de la arena (D50), en otros casos, se
disean para que el tamao triplique el percentil diez ms pequeo de la arena (D10).
Estos criterios de dimensionamiento se derivan de varios estudios, en los cuales se
determin que un grano de arena de formacin forma un puente en la abertura de una
ranura cuyo tamao sea dos o tres veces el dimetro del grano, siempre y cuando 2
partculas traten de entrar en la ranura al mismo tiempo.
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Para que un liner ranurado o rejilla sean eficientes se recomienda su utilizacin
en formaciones de permeabilidad relativamente altas, que contenga poca o ninguna
arcilla, es decir, arena relativamente limpias y cuyos granos de arena sean grandes y
estn bien distribuidos, con poca dispersin entre tamaos de granos, es decir, con un
coeficiente de uniformidad menor a tres. Si la formacin presenta suficiente arcilla,
los puentes de arena que se forman en el liner o rejilla podran obstruirse y si el rango
de tamao de las partculas de arena es amplio, es posible que el liner ranurado o
rejilla se obstruyan con granos de arena durante la formacin del puente en el mismo.
Por otra parte si los puentes que se han formado no son estables, puedenromperse cuando se cambien las tasas de produccin o en los arranques y cierres del
pozo, y como consecuencia es posible que la arena de la formacin se reorganice, lo
cual, con el tiempo, tiende a ocasionar la obstruccin de la rejilla o liner.
Los pozos de petrleo y/o gas con arenas bastantes sucias y con tamaos de
granos pequeos, son normalmente formaciones no uniforme. Esto no permitir un
apropiado puenteo de la arena de la formacin sobre la rejilla o liner. En la mayora
de los casos algn puenteo ocurrir pero con una reduccin de la produccin debido a
la invasin de las partculas ms pequeas en las aberturas de las rejillas. Esto en
efecto limita el uso de rejilla sola o liner como una tcnica para controlar la arena de
la formacin.
Otro factor sera el tipo de formacin (friable, parcialmente consolidada o no
consolidada). Las formaciones friables posiblemente nunca colapsaran alrededor de la
rejilla o liner, pero producirn cantidades pequeas de arena durante la produccin
del fluido. Las arenas parcialmente consolidadas y las arena no consolidadas se
derrumbarn y llenarn las perforaciones y el espacio entre el revestidor y la rejilla
con la subsecuente reduccin de la permeabilidad en las perforaciones y en el espacio
del revestimiento/rejilla.
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La seleccin entre rejilla y liner ranurado se basa fundamentalmente en factores
econmicos. El liner ranurado es menos costoso, pero presenta limitaciones de
anchura del calibre, con un rea abierta al flujo de 3%. Por su parte, las rejillas
pueden tener aberturas mucho ms grandes y un rea de flujo mayor, pero resultan
ms costosas. El rea abierta al flujo de una rejilla tpica ser de 2 a 12 veces mayor
dependiendo del tamao del calibre. (Ordaz, G. (2011), pp. 22-29)
Existen varios tipos de rejillas para el control de la produccin de arena.
Figura 2.2: Liner ranurado.Fuente:http://www.slb.com /resources/ publications/ oilfield review.aspx
a) Rejillas con envoltura de alambre
Son los ms comunes y por lo general constan de una tubera base (perforada) y
un espiral de alambre de acero inoxidable enrollado para retener tamaos especficos
de grava. El rollo de alambre es enrollado y soldado simultneamente a unas barras
longitudinales para formar un hueco helicoidal sencillo o simple. Los pozos que
presentan produccin de fluidos corrosivos (H2S, CO2), ameritan de consideraciones
especiales. En estos casos hay que controlar la produccin de arena con herramientas
diseadas con un material especial para evitar la corrosin de la rejilla. (Ordaz, G. (2011), pp.
22-29).
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Figura 2.3: Rejilla con envoltura de alambre.Fuente: http://www.slb.com /resources/ publications/ oilfield review.aspx
b) Rejillas de malla Premium
Utilizan un medio de tela de alambre especial alrededor del filtro de grava con
envoltura de alambre. Estos filtros de grava normalmente incluyen un aro protector
con orificios perforados para una mayor proteccin durante la instalacin o bien,
tienen orificios para reducir la erosin causada por los granos de arena y las partculas
finas que impactan directamente en el filtro interno a alta velocidad. (Ordaz, G. (2011), pp. 22-
29).
Figura 2.4: Rejilla de malla premium.Fuente:http://www.slb.com /resources/ publications/ oilfield review.aspx
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c) Rejillas pre-empacadas
Las rejillas pre-empacadas son un filtro de dos etapas con las envolturas
externas e internas de la rejilla que entrampan el medio filtrante. El medio filtrante
(tpicamente grava) no deja pasar los granos de la formacin ms pequeos, esta
arena acta como agente puenteante cuando se produce arena de formacin mientras
que la envoltura exterior de la rejilla filtra los granos de la formacin ms grandes, las
rejillas pre-empacadas se aplican en zonas donde la utilizacin del empaque con
grava es difcil (zonas largas, pozos muy desviados, pozos horizontales y formaciones
heterogneas).
Existen diferentes diseos de rejillas pre-empacadas, los ms comunes incluyen
rejillas pre-empacadas doble, rejillas pre-empacadas sencillas y rejillas pre-
empacadas delgadas:
La rejilla doble: consiste en una rejilla estndar y una camisa adicional sobre la
primera camisa. El espacio anular entre las dos camisas se rellena con grava revestida
con resina. Todo el ensamblaje de la rejilla se coloca en un horno y se calienta para
permitir que la grava revestida se consolide.
La rejilla pre-empacada sencilla: posee, en primer lugar, una rejilla estndar.
En este caso, se instala un tubo perforado especial sobre la camisa. Este tubo est
envuelto en un papel especial para sellar los orificios de salida, y la regin anular
entre la camisa y el tubo perforado, se llena con grava revestida con resina. El
ensamblaje se cura en un horno y se saca el papel que est alrededor del tubo exterior.
La rejilla delgada: es similar a la rejilla estndar, con dos excepciones
importantes. En primer lugar, alrededor de la parte exterior de la base de tubera
perforada se enrolla una rejilla de malla muy fina y se asegura antes de instalar la
http://www.monografias.com/trabajos13/empaq/empaq.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/empaq/empaq.shtml7/29/2019 Tesis Manejo de Arena
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camisa. En segundo lugar, el espacio entre la camisa y la rejilla de malla fina se llena
con arena de empaque revestida con resina. Despus se lleva la rejilla a un horno,
para curar la grava revestida y obtener una capa fina de grava consolidada entre la
camisa de la rejilla y la tubera base. (Ordaz, G. (2011), pp. 22-29)
Rejilla doble Rejilla Sencilla Rejilla Delgada
Figura. 2.5: Tipos de rejillas preempacadas.Fuente: http://www.slb.com /resources/ publications/ oilfield review.aspx
d) Rejillas expandibles
Constan de un dimetro reducido que se expande contra la pared del pozo
despus de bajarse al mismo. La teora de la mecnica de la roca indica que si los
filtros de grava ejercen fuerza contra las paredes del pozo, los filtros de grava
expandibles pueden prevenir la produccin de arena, ya que se requieren de mayores
fuerzas de compactacin para iniciar las fallas en la roca y comenzar la produccin de
arena en la interfaz formacin-pared del pozo.
Para reducir el dimetro inicial, las capas superpuestas de los filtros quedan
entre un tubo base ranurado y una cubierta protectora del tubo con agujeros
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perforados. Luego de que se bajan los filtros de grava al pozo se empuja un mandril a
travs del ensamblaje expandiendo las ranuras del tubo base, los filtros y los agujeros
en la cubierta externa contra la pared del pozo, con el fin de proporcionar integridad
al control de la produccin de arena. Las capas de los filtros se abren deslizndose
una encima de la otra y el dimetro externo aumenta casi un 50%. Este tipo de rejillas
generalmente consiste en tres capas:
1. Una tubera base ranurada.2. Un medio de filtracin.3. Un aro de refuerzo de proteccin exterior.
Este diseo ofrece un gran nmero de ventajas, brinda una gran rea de influjo
que minimiza el taponamiento de la rejilla y la erosin, es operacionalmente fcil de
instalar, proporciona un mayor dimetro interno que cualquier otro tipo de rejilla de
control de arena, optimiza el comportamiento del influjo y facilita la instalacin de
equipos para aislamiento zonal.
Una vez expandida la rejilla, elimina verticalmente el espacio anular, haciendo
innecesario el empaque con grava en yacimientos que representan riesgos tales como:
lutitas reactivas, gradientes de baja fractura, fracturas o fallas. Un punto preocupante
en el uso de los filtros de grava expandibles es que puede permanecer un espacio
anular pequeo incluso despus de la instalacin de estos como resultado de pozos
socavados y agrandados o de una expansin inadecuada de la rejilla llevndolos a
nivel de los tubos filtros convencionales.
La aplicabilidad de este tipo de filtros se ha centrado en pozos horizontales y
pozos verticales a hoyo desnudo. Las pruebas de laboratorio y los estudios de campo
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estn definiendo los parmetros de formacin y las condiciones de yacimiento en las
que esta tecnologa se puede aplicar de mejor manera. (Ordaz, G. (2011), pp. 22-29)
Figura 2.6: Rejilla Expandible.Fuente: http://www.slb.com /resources/ publications/ oilfield review.aspx
2.3.7 Anlisis granulomtrico
Consiste en la medicin y gradacin que se lleva a cabo de los granos de una
formacin sedimentaria, de los materiales sedimentarios, as como de los suelos, con
fines de anlisis, tanto de su origen como de sus propiedades mecnicas, y el clculo
de la abundancia de los correspondientes a cada uno de los tamaos previstos por una
escala granulomtrica. El mtodo de determinacin granulomtrico ms sencillo es
hacer pasar las partculas por una serie de mallas de distintos anchos de entramado (a
modo de coladores) que acten como filtros de los granos que se llama comnmente
columna de tamices. Pero para una medicin ms exacta se utiliza un granulmetrolser, cuyo rayo difracta en las partculas para poder determinar su tamao. (Ordaz, G.
(2011), p. 64)
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2.3.8 Categora de los pozos
Consiste en clasificar los pozos segn su condicin o estado de operacin. Esta
especificacin se encuentra en el programa Centinela, base de dato creada y utilizada
por PDVSA. (Fuente: Propia)
Tabla 2.1: Categora de los pozos segn CentinelaC DIGO DESCRIPCI N
1 Pozos activos
2Inactivos / Reparaciones menores / Produccin
inmediata
3 Inactivos/ Reparaciones mayores / Pozos fuera deservicio durante un tiempo prolongado
5 Pozos no econmicos actualmente
6 Pozo de alivio gas superficie
7 Pozos de gas
8 Pozos de inyeccin
9 Otros pozos
2.3.9 Criterios para la Utilizacin de Tubos Filtros y Empaques con Grava
Los pozos en formaciones no consolidadas o poco consolidadas, arenas sucias o
no homogneas con baja permeabilidad y granos pequeos mal clasificados deben
completarse con empaques de grava de lo contrario los tubos filtros o rejillas podran
no mantener la productividad, ni permitir en control de la produccin de arena a largo
plazo. A medida que las formaciones son menos uniformes, la seleccin del tipo de
terminacin requiere la consideracin de parmetros distintos a los tamaos medios
de los granos (D50) del anlisis granulomtrico. El coeficiente de arreglo o declasificacin (D10/D95), el coeficiente de uniformidad (D40/D90) y el porcentaje de
partculas menores a 44 micrones (> 44 m) y de menor tamao, determinan la
calidad de la formacin e influye en el diseo de rejillas y empaques de grava.
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Las rejillas sin empaque con grava son usadas preferiblemente en formaciones
limpias, con granos de arenas grandes y bien clasificados, y tambin en pozos donde
el riesgo de produccin de arena es limitado, con arenas limpias (bajo contenido de
finos) y homogneas; de lo contrario debe completarse con empaques de grava.(CIED (1997), pp. 12-14).
Tabla 2.2: Criterios para el uso de tubos filtros y empaques con gravaCONDICIONES RECOMENDACI N
D10/D95
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completacin de los pozos, a fin de lograr el control de produccin de arena. Las
caractersticas principales son las siguientes: (Schlumberger, (2008), pp. 3-10)
Controla la produccin de arena durante el tiempo de vida del pozo.Minimiza la cada de presin a lo largo de la seccin completada y evita daos
a la formacin.
La distribucin del tamao del poro es mayor que la distribucin del tamao delas partculas.
Mayor rea de influjo (18%), alta porosidad (92%) y mxima permeabilidad locual conlleva a maximizar la capacidad de caudal y a aumentar la resistencia al
taponamiento.
Puede ser usada dentro de las completaciones existentes (liner ranurado) ypuede ser usado en hoyo abierto, como mecanismo individual (stand alone) o
complemento de un empaque de graba, para garantizar la mayor retencin de la
ms amplia distribucin de tamaos de partculas.
Diseo resistente, permitiendo una instalacin segura y eficiente.Puede colocarse en hoyo abierto sin operaciones de acondicionamiento.
Los criterios utilizados para la seleccin y uso de las rejillas de malla Premium
MeshRite son los siguientes:
Tabla 2.3: Criterios de seleccin de la empresa Schlumberger.CRITERIOS DE SELECCI N
D50 (tamao medio de los granos) > 140 micrones
D 4 0 / D 9 0 (Coeficiente de
uniformidad)< 5
D 1 0 / D 9 5 (Coeficiente de arreglo)
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2.4 TRMINOS BSICOS
Abrasin: es la accin mecnica de rozamiento y desgaste que provoca la erosin de
un material o tejido.(Fuente:http://es.wikipedia.org)
Arenamiento: fenmeno donde el material de la formacin viaja hacia el pozo y la
superficie como parte de los fluidos producidos. (Fuente:http://es.wikipedia.org)
Erosin: es la degradacin y el transporte de material o sustrato del suelo, por medio
de un agente dinmico, como son el agua, el viento, el hielo o la temperatura.
(Fuente:
http://es.wikipedia.org)
Macolla: es una localizacin donde se encuentra varios pozos perforados, se utiliza
dependiendo de la factibilidad y las caractersticas del campo, sus ventajas son:
reduce los costos operacionales y de inversin y tambin evita un mayor impacto
ambiental negativo al ecosistema. (Fuente:http://es.wikipedia.org)
Partes por milln: (ppm) es una unidad de medida de concentracin. Se refiere a la
cantidad de unidades de la sustancia (agente, etc.) que hay por cada milln de
unidades del conjunto. (Fuente:http://es.wikipedia.org)
Taponamiento: Accin de aislar de manera temporal o definitiva las formaciones
geolgicas atravesadas en la perforacin que contengan aceite o gas, de tal forma que
se eviten invasiones o manifestaciones de hidrocarburos en la superficie. (Fuente:
http://es.wikipedia.org)
Torque: par, momento o momento de fuerza, es la tendencia de una fuerza para hacer
girar un objeto alrededor de un eje. As como una fuerza es un empuje o un tirn, un
par puede ser considerado como un giro a un objeto. En trminos generales, el par es
http://es.wikipedia.org/wiki/Erosi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Materialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Tejido_(biolog%C3%ADa)http://es.wikipedia.org/http://es.wikipedia.org/http://es.wikipedia.org/http://es.wikipedia.org/http://es.wikipedia.org/http://es.wikipedia.org/http://es.wikipedia.org/wiki/Aguahttp://es.wikipedia.org/wiki/Vientohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hielohttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/http://es.wikipedia.org/http://es.wikipedia.org/http://es.wikipedia.org/http://es.wikipedia.org/http://es.wikipedia.org/wiki/Concentraci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/http://es.wikipedia.org/http://es.wikipedia.org/http://es.wikipedia.org/http://es.wikipedia.org/http://en.wikipedia.org/wiki/Forcehttp://en.wikipedia.org/wiki/Forcehttp://es.wikipedia.org/http://es.wikipedia.org/http://es.wikipedia.org/wiki/Concentraci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/http://es.wikipedia.org/http://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Hielohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vientohttp://es.wikipedia.org/wiki/Aguahttp://es.wikipedia.org/http://es.wikipedia.org/http://es.wikipedia.org/wiki/Tejido_(biolog%C3%ADa)http://es.wikipedia.org/wiki/Materialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Erosi%C3%B3n7/29/2019 Tesis Manejo de Arena
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una medida de la fuerza de giro sobre un objeto tal como un tornillo o un volante.
(Fuente:http://es.wikipedia.org)
http://en.wikipedia.org/wiki/Flywheelhttp://es.wikipedia.org/http://es.wikipedia.org/http://es.wikipedia.org/http://es.wikipedia.org/http://en.wikipedia.org/wiki/Flywheel7/29/2019 Tesis Manejo de Arena
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CAPTULO III
MARCO METODOLGICO
3.1 TIPO DE INVESTIGACIN
Con respecto al tipo de investigacin, Arias (2006) expresa:
La investigacin explicativa se encarga de buscar el por qu de loshechos mediante establecimientos de las relaciones causa efecto. Eneste sentido, los estudios explicativos pueden ocuparse tanto de la
determinacin de las causas, como de los efectos. (p. 26).
Es por ello que, esta investigacin se formul como explicativa, porque con el
fin de proponer mejoras en los mtodos de control de arena de los pozos en estudio,
se describi y evalu la eficiencia de sus respectivas completaciones, debido a que las
arenas productoras que conforman el campo Cerro Negro son formaciones jvenes de
poca consolidacin que ayudan, directamente, a la produccin frecuente de granos y
finos.
3.2 DISEO DE LA INVESTIGACIN
En relacin con el diseo de la investigacin, Arias (2006) seala:
La investigacin documental es un proceso basado en la bsqueda,recuperacin, anlisis, crtica e interpretacin de datos secundarios,es decir, los obtenidos y registrados por otros investigadores enfuentes documentales: impresas, audiovisuales o electrnicas (p. 31).
Por lo tanto, el diseo de esta investigacin se clasific como una investigacindocumental, debido a que se recopil informacin de investigaciones previas
almacenadas en las carpetas de los pozos, en la base de datos del programa Centinela,
COPyR, libros y archivos sobre tcnicas de control de arena, entre otros.
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3.3 POBLACIN Y MUESTRA
3.3.1 Poblacin
La poblacin es un conjunto finito o infinito de elementos con
caractersticas comunes para los cuales sern extensivas las conclusiones de la
investigacin. (Arias, F. 2006, p. 81), por lo tanto, la poblacin de esta
investigacin estuvo representada por todos los pozos pertenecientes al yacimiento
OFIM CNX 24, perforados en la arena O-15, de la unidad de produccin de
extrapesado:
Tabla 3.1.: Pozos perforados en la arena O-15, yacimiento OFIM CNX 24,campo Cerro Negro.
POZO MACOLLA ESTACI N
CIB0254
N-18-1
O-16
CIB0264CIB0315CIB0364
CIB0366CIB0349 M-18-1
CIB0372 M-18-2CIB0375CIB0259
L-20-1 J-20
CIB0261CIB0262CIB0266CIB0273
CIB0308CIB0311
POZO MACOLLA ESTACI N
CIB0269
M-20-1 J-20
CIB0280CIB0283CIB0286
CIB0290CIB0295CIB0299CIB0314CIB0358
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3.3.2 Muestra
La muestra es un subconjunto representativo y finito que se extrae de la
poblacin accesible. (Arias, F. 2006, p. 83), en este estudio, la muestra estuvo
integrada por los pozos CIB0269, CIB0280, CIB0283, CIB0349, CIB0358, CIB0366
y CIB0372 del campo Cerro Negro; los cuales poseen informacin de anlisis
granulomtricos provenientes de estudios previos.
3.4 PROCEDIMIENTO METODOLGICO
3.4.1 Descripcin del comportamiento de produccin de los pozos en
estudio en funcin de la produccin de arena
A fin de describir el comportamiento de produccin de los pozos CIB0269,
CIB0280, CIB0283, CIB0349, CIB0358, CIB0366 y CIB0372, en funcin de la
produccin de arena, primeramente, se recopil informacin de sus respectivas
carpetas o historiales, del visualizador de la base de datos de perforacin, COPyR
(Consultas de Operaciones de Perforacin y Rehabilitacin de Pozos) y de la base de
datos de produccin, Centinela. Aqu se explic, de manera general, los eventos ms
destacados que han presentado, como: servicios de limpiezas, cambios o reemplazo
de equipos, daos ocurridos, entre otros, durante un periodo determinado. As mismo,
se mencion el estado o condicin actual de cada uno de los pozos, si estn activos o
inactivos.
De igual manera, por medio de la aplicacin OFM (Oil Field Manager), se
generaron grficas con las variables Qo (tasa de petrleo), %AyS (porcentaje de agua
y sedimentos), y RGP (relacin gas-petrleo) en funcin del t (tiempo), las cuales
ayudaron a describir la influencia del comportamiento de la produccin de arena y sus
causas, con la produccin de petrleo. Tambin, por medio de ellas se lograron
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observar valores acumulativos de petrleo (Np), agua (Wp) y gas producido (Gp),
respectivamente.
3.4.2 Evaluacin de la eficiencia de los mtodos de control de arena de los
pozos que navegan en la arena O-15
Para la evaluacin de la eficiencia de los mtodos de control de arena de los
pozos en estudio, se necesitaron de sus respectivos anlisis granulomtricos,
elaborados en estudios previos, para obtener la distribucin por tamao de las
partculas presentes en una muestra de arena. Esta caracterizacin granulomtrica dela arena se realiz obteniendo el tamao medio de los granos (D50), el coeficiente de
uniformidad (D40/D90), el coeficiente de arreglo o de clasificacin (D10/D95) y el
porcentaje de finos (< 44m).
En ese mismo sentido, se obtuvo informacin de la base de datos COPyR, para
investigar los detalles integrales del revestidor o liner de produccin, como lo son: el
dimetro de las ranuras, dimetro de la tubera, grado de acero utilizado en sufabricacin, entre otros. Seguidamente, se hizo una comparacin de dimetros, entre
granos y ranuras, respectivamente, con el fin de evaluar que tan eficientes son las
tcnicas de control de arena en la retencin de arena de formacin.
As mismo, mediante la toma de muestras en los mltiples de produccin, se
realiz el estudio para la determinacin de sedimentos contenidos en el crudo por el
mtodo de extraccin (Normas: ASTM D 473-07 y COVENIN 588:2001), para
obtener la tasa de produccin de arena, y as saber con cuanta periodicidad los pozos
producen arena, porque una vez que estos llegan a tasas crticas, no hay manera de
detener la produccin de la misma. Esto ayud a proponer mejoras en las tcnicas de
control de arena de los pozos estudiados.
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3.4.3 Propuesta de mejoras a la completacin de los pozos en los equipos de
control de arena
En esta etapa, siguiendo el resultado que arroj la eficiencia del mtodo de
control de arena de cada pozo, se plante el cambio de liner ranurado correspondiente
para cada caso. Cabe destacar que para los pozos que requirieron del cambio de
tcnica de control de arena, segn las caractersticas de las arenas que conforman este
yacimiento, se propuso el uso de tubos filtros (liners, rejillas, mallas), debido a que se
cuentan con perforaciones horizontales, en profundidades someras y con presencia
predominante de arenas de granos finos.
Para esta seleccin se emplearon los criterios establecidos por Rodrguez L., en
el libro Completacin y reacondicinamiento de pozos, ESP OIL. En relacin a las
curvas del ndice de productividad, por medio de ellas se logr ver el alcance
productivo de un mtodo y otro, se realizaron mediante el programa Wellflo.
3.4.4 Estimacin de costos de los equipos de control de arena propuestos
La estimacin de costos se desarroll en base a una comparacin de los clculos
econmicos del mtodo de control de arena propuesto y del tubo filtro usado
actualmente, incluyendo los costos individuales de los tubulares, gastos de servicios
contratados, materiales y suministros de completacin y perforacin, transporte, entre
otros. Igualmente, se logr saber el tiempo estimado para el desarrollo de la actividad.
Esto permiti conocer el porcentaje de incremento entre el uso de un mtodo y
otro para poder tomar una decisin de negocios, inversin que le generar a la
empresa menos gastos a futuro, segn la rentabilidad aproximada de cada uno de
ellos; factor importante que permitir la aprobacin y ejecucin de la propuesta
planteada.
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3.5 TCNICAS E INSTRUMENTOS PARA LA RECOLECCIN DE DATOS
3.5.1 Tcnicas
Segn Arias F. (2006, p.67) se entiende por tcnica como el procedimiento o
forma particular de obtener datos o informacin, es por ello que para llevar a
cabo esta investigacin se utilizaron como tcnicas de recoleccin de datos las
siguientes:
Entrevista no estructurada o informal: se entrevistaron a ingenieros yoperadores que laboran en los departamentos de produccin, yacimientos,
geologa, reservas, optimizacin, gerencia del dato y laboratorio de petrleo,
para obtener informacin referente a los problemas frecuentes de produccin de
arena que se estn presentando en el campo Cerro Negro, Distrito Morichal.
Observacin directa: se realizaron visitas al campo de estudio (rea deextrapesado) lo cual permiti validar informacin referente al estado de los
pozos.Revisin documental: se realizaron consultas bibliogrficas disponibles
referentes al tema en estudio como: informes operacionales, informes tcnicos,
tesis, guas de estudio, Internet, red de PDVSA, entre otros.
3.5.2 Instrumentos
En relacin a los instrumentos utilizados, segn Arias F. (2006, p. 69) uninstrumento de recoleccin de datos es cualquier recurso, dispositivo o formato
(en papel o digital), que se utiliza para obtener, registrar o almacenar
informacin, por lo tanto, tenemos los siguientes:
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Historiales de los pozos: se usaron las carpetas de cada uno de los pozos enestudio, las cuales son utilizadas para guardar informacin desde su perforacin
hasta las ltimas novedades presentadas.
Centinela: es una base de datos operacionales de produccin, creada porPDVSA, que registra informacin actualizada sobre novedades que ocurren en
la produccin del Distrito Morichal. En esta seccin se obtuvo datos de presin,
tasas de petrleo, porcentaje de agua y sedimentos (%AyS), entre otros.
COPyR: (Consultas de Operaciones de Perforacin y Rehabilitacin de Pozos)es un visualizador de la base de datos de perforacin, creado por PDVSA, que
registra informacin actualizada sobre operaciones y rehabilitacin de pozos.Dentro de este sistema se investigaron todas las caractersticas que definen los
liners de produccin utilizados.
Tomas de muestras: es un medio de obtencin de crudo, por medio de unenvase receptor, comnmente llamados botellas o latas, que permite
determinar diversas caractersticas del petrleo, como: gravedad API,
porcentaje de agua y sedimentos (%AyS), viscosidad y cuando se requiere,
estudios especiales. En este caso, se realiz la determinacin de sedimentos
contenidos en el crudo por el mtodo de extraccin.
Equipos de laboratorio: fue conveniente el uso de aparatos habituales delaboratorio, como: equipo de extraccin, frasco de extraccin, condensador,
dedal de extraccin, cesta del dedal, copa de agua, fuente de calor, balanza
analtica, mezcladora, horno, recipiente desecador y medidor de temperatura.
OFM: (Oil Field Manager), es una aplicacin que desarrolla un eficientemtodo para analizar datos de produccin de pozos y yacimientos.
Programa Wellflo: herramienta que permite realizar anlisis de productividadpara cada pozo en estudio.
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3.6 RECURSOS
Recursos materiales y tecnolgicos: se cont con la ayuda por parte de laempresa, para la disposicin de las computadoras, impresoras, hojas de papel
blanco, carpetas, entre otros. Adems de hacer uso de Microsoft Office 2003,
Microsoft Office 2007, e Internet.
Recursos financieros: todos los gastos asociados al desarrollo del proyecto deinvestigacin estuvieron a cargo de la Gerencia de Produccin de PDVSA,
Distrito Morichal.
Recursos humanos: para el desarrollo de esta investigacin se cont con elapoyo del personal que labora en la Unidad de Produccin de Extrapesado de
PDVSA-Morichal, y con el asesoramiento de los profesores pertenecientes a la
Escuela de Ingeniera de Petrleo de la Universidad de Oriente.
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CAPTULO IV
ANLISIS DE LOS RESULTADOS
4.1 DESCRIPCIN DEL COMPORTAMIENTO DE PRODUCCIN DE LOS
POZOS EN ESTUDIO EN FUNCIN DE LA PRODUCCIN DE ARENA
Basndose en el historial de los eventos de los pozos y en la muestra escogida,
se pudo observar que tres (3) de ellos han presentado problemas notables de
arenamiento, lo cual ha interferido en la produccin estable y continua de petrleo.
Esto se debe a que la formacin cuenta con la presencia predominante de finos, muy
finos, y limo. A continuacin se presentan los indicios ms notables generados por la
produccin de finos de formacin:
Tabla 4.1: Histrico de los pozos con problemas de produccin de arena.POZOS FECHA PROBLEMAS POR ARENA
CIB0269
01/05/2008 Alta produccin de arena.
30/05/2010
Servicio por instalacin de trampa de arena en
superficie.06/11/2010 Alta produccin de arena.
21/09/2011 Alta produccin de arena.
CIB0280 06/10/2011 Alta produccin de arena.
CIB028306/11/2010 Alta produccin de arena.
21/12/2010 Alta produccin de arena.
CIB0349
CIB0358 12/01/2012 Aumento de la tasa de arena.
CIB0366
CIB0372
Se puede observar que solo tres pozos han presentado las mayores
intervenciones por alta produccin de arena, estos son: el CIB0283, CIB0280 y
CIB0269. Este ltimo, desde el inicio de su produccin, el 01 de mayo de 2008,
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manifest problemas de produccin de arena. El 30 de mayo de 2010, present un
servicio para la instalacin de una trampa de arena en superficie. Durante ese mismo
ao, el 06 de noviembre, se descubri un severo caso de produccin de arena lo que
interrumpi la produccin de crudo durante un tiempo determinado. Al cabo de un
ao, en el 2011, despus de haberle realizado una limpieza a la seccin horizontal con
un fluido de baja densidad (aireado), el pozo fue reactivado, y el 21 de septiembre el
pozo se vino completamente en arena, clasificndose como arenado, categora (3)
tres, segn ingeniera de yacimientos.
En la tabla 4.2, se presenta una informacin generalizada en donde se muestrael comportamiento de produccin de los pozos en funcin de los eventos sucedidos
por la produccin de arena:
Tabla 4.2: Comportamiento de produccin de los pozos en funcin de laproduccin de arena.
POZOSDATOS DE PRODUCCI N
EQUIPO DELEVANTAMIENTOQo
(BNPD)RGP
(PCND)%AyS
CIB0269 601 135 22,0 BCP
CIB0280 500 488 10,0 BCP
CIB0283 1162 160 4,0 BCP
CIB0349 1252 24 0,5 BCP
CIB0358 1150 119 0,5 BCP
CIB0366 593 255 2,2 BCP
CIB0372 1060 169 0,05 BCP
Para los pozos CIB0269, CIB0280 y CIB0283 la produccin de crudo se vio
afectada en el ltimo perodo de cierre por la produccin de arena, ocasionando un
incremento en el porcentaje de agua y sedimentos y en la relacin gas petrleo,
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(Apndice A). En relacin al grfico 4.1 se muestra que, desde la activacin del pozo
CIB0269, en el ao 2008, la produccin se comportaba de manera continua y
constante, teniendo un promedio entre 1000 y 1500 BNPD de petrleo producidos,
asociados a 2,7 por ciento de agua y sedimentos (%AyS) y 120 MPC de gas de
formacin, que se mantuvo hasta enero de 2010. Durante el periodo de cierre, ao
2011, la produccin de agua y sedimentos aument visiblemente, mientras que las
tasas de petrleo descendieron hasta un promedio de 240 BNPD. Cabe destacar que
este pozo fue reactivado el 17 de enero de 2012, nuevamente con una limpieza en la
seccin horizontal, del cual se espera drenar y recuperar el potencial de crudo perdido
durante su periodo de cierre.
Grfico 4.1: Comportamiento de produccin desde el ao 2008 hasta el 2011 delpozo CIB0269.
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Cabe destacar que los pozos CIB0349, CIB0358, CIB0366 y CIB0372, se
incluyen dentro de este anlisis descriptivo (tabla 4.1 y 4.2) porque forman parte de la
muestra seleccionada para esta investigacin, pero estos no han presentado ningn
problema de produccin de arena hasta los momentos.
Actualmente, los estados de los pozos pertenecientes a la muestra de sta
investigacin son los siguientes:
Tabla 4.3: Estado o condicin actual de los pozos que navegan en la arena O-15,
segn su categora.
POZOS CATEGORA ESTADOTASA DE
PRODUCCIN(BNPD)
CIB0269 1 Activo 351
CIB0280 3 Inactivo 1130
CIB0283 3 Inactivo 1200
CIB0349 1 Activo 1158
CIB0358 1 Activo 1468
CIB0366 1 Activo 661
CIB0372 1 Activo 1096
De acuerdo con la categora que define la condicin o estado de los pozos,
(tabla 4.3), se muestra que se encuentran activos los pozos CIB0349, CIB0358,
CIB0366, CIB0372, y CIB0269, con valores de tasas actuales de 1158 BNPD, 1468
BNPD, 661 BNPD, 1096 BNPD y 351 BNPD respectivamente, recordando que este
ltimo fue reactivado una vez realizada la limpieza en la seccin horizontal, y el cual
se ha mantenido operando con bajas tasas de crudo (aproximadamente entre 300 y400 BNPD) para evitar generar nuevamente una cada de presin que genere el
arrastre excesivo de arena. El CIB0280 y CIB0283, antes de arenarse producan tasas
de 1130 BNPD y 1200 BNPD, aproximadamente, esto refleja un indicio de que los
pozos eran operados a altas velocidades que permitieron un mayor arrastre no solo de
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crudo, sino tambin de la arena de formacin. Actualmente se encuentran inactivos,
esperando la ejecucin de las propuestas para su reactivacin.
La produccin de arena es un evento que afecta completamente la produccin
normal de petrleo, para los pozos CIB0280, CIB0269, y CIB0283, la tasas de crudo
eran elevadas, valores entre 1000 y 1500 BNPD, pero al verse interrumpidas por la
presencia abundante de finos de formacin, estas descendieron completamente hasta
cerrar su produccin. Los dems pozos, pertenecientes a la misma arena en estudio,
arena O-15, hasta ahora no se han visto afectados visiblemente por este problema.
4.2 EVALUACIN DE LA EFICIENCIA DE LOS MTODOS DE CONTROL
DE ARENA DE LOS POZOS QUE NAVEGAN LA ARENA O-15
De acuerdo a los resultados de los anlisis granulomtricos de los pozos en
estudio, se pudo obtener la distribucin por tamao de las partculas presentes en una
muestra de arena con el fin de promediar los resultados y deducir la caracterizacin
de los granos de formacin. Estos pozos completados en la arena O-15, utilizan como
mtodos de control de arena, liners de 7 pulgadas de dimetro, que poseen ranuras
con dimetros que promedian entre 0.015 y 0.020 pulgadas. Estn fabricados de acero
N-80, recomendado por las especificaciones API para tuberas de produccin, debido
a que son tuberas de altas resistencias (esfuerzos mayores a 8000 lpc).
Segn la tabla 4.4, el coeficiente de uniformidad (D40/D90) de arena O-15
arroj valores promedios menores a 3 (
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Tabla 4.4: Distribucin por tamao de las partculas presentes en una muestrade arena de los pozos que navegan en la arena O-15.
POZO
COEFICIENTEDE
UNIFORMIDADD40/D90
COEFICIENTEDE
CLASIFICACIND10/D95
CONTENIDODE FINOS
(< A 44MICRONES)%
TAMAOMEDIO DEGRANOS
D50(PULGADAS)
CIB0269 1,5484 2,5600 1,0071 0,0046
CIB0280 1,5135 2,3793 0,3198 0,0053
CIB0283 1,9111 4,5122 0,0300 0,0076
CIB0349 2,1989 4,4400 0,1035 0,0122
CIB0358 2,2967 5,0476 0,0575 0,0133
CIB0366 1,9833 3,9779 0,4325 0,0119CIB0372 2,0532 4,2650 0,4979 0,0091
PROMEDIO 1,9293 3,8831 0,3497 0,0091
En las siguientes tablas, se muestran los dimetros de las ranuras de los liners
de produccin y los dimetros de los granos de la muestra de la arena con el fin de
realizar una comparacin entre ellos y deducir que tan eficientes son estas ranuras en
la retencin de granos de formacin, como mtodos de control de arena utilizados
actualmente, as como tambin la caracterizacin granulomtrica de la arena O-15:
Tabla 4.5: Cuadro comparativo entre los dimetros de los granos de la arena O-15 y los dimetros del liner ranurado.
POZODIMETRO
RANURAS
DIMETRO
GRANO (D50)EFICIENCIA
CIB0269 0,020 0,0046 No aplica
CIB0280 0,020 0,0053 No aplica
CIB0283 0,015 0,0076 No aplicaCIB0349 0,020 0,0122 No aplica
CIB0358 0,018 0,0133 No aplica
CIB0366 0,020 0,0119 No aplica
CIB0372 0,020 0,0091 No aplica
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Tabla 4.6: Caracterizacin granulomtrica. Pozos que navegan en la arena O-15.POZO D40 D90 D10 D95
CIB0269 0,0048 0,0031 0,0064 0,0025CIB0280 0,0056 0,0037 0,0069 0,0029
CIB0283 0,0086 0,0045 0,0185 0,0041
CIB0349 0,0137 0,0062 0,0222 0,0050
CIB0358 0,0157 0,0068 0,0292 0,0058
CIB0366 0,0133 0,0067 0,0225 0,0057
CIB0372 0,0101 0,0049 0,0169 0,0040
PROMEDIO 0,0103 0,0051 0,0175 0,0043
Los resultados de la tablas 4.5 muestran, en trminos generales, que el tamao
actual de las ranuras de los liners de produccin que se estn utilizando en los pozos
del Distrito Morichal son de 0,020, 0,018 y 0,015 pulgadas, lo que corresponde al
diez percentil (D10) de retencin por parte del mtodo de control de arena utilizado,
es decir, slo el diez por ciento (10%) de la arena producida por los pozos, (tabla 4.6).
Lo que significa que los dimetros de las ranuras utilizadas en los liners
ranurados son ms grandes en comparacin con el dimetro medio de los granos, y es
por esta razn que la eficiencia de retencin no aplica para este mtodo. Entonces,
para retener el cincuenta por ciento (50%) de arena en el fondo, cantidad de partculas
estimada para evitar el arenamiento del pozo, el dimetro de ranuras utilizadas es
insuficiente. Por lo tanto, se requiere de la realizacin de propuestas para mejorar los
equipos de control de arena en fondo, de manera que sea menor la cantidad de arena
tratada en superficie.
En relacin a las tasas de arena producidas por los pozos activos restantes
pertenecientes a la muestra seleccionada, se les realiz el estudio de sedimentos por
extraccin, (tabla 4.7), para determinar la cantidad de arena producida por cada uno
de ellos y recomendar, segn los resultados, mejoras en el control de arena, para as
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evitar que stas tasas lleguen a sus valores crticos, razn que permitir que el pozo se
tapone.
Tabla 4.7: Resultados del estudio de la determinacin de sedimentos contenidosen el crudo por el mtodo de extraccin
FECHA POZO %v/v %m/mPpm
(mg/L)DENSIDAD
(g/cm3)API %AyS
16/10/2011CIB0349
0,03 0,07 652 0,93125 12,4 0,2
21/12/2011 0,04 0,09 866 0,96221 14,2 0,5
20/04/2011CIB0358
0,05 0,11 1046 0,95122 15,7 0,3
12/01/2012 0,2 0,42 4121 0,98125 11,3 0,5
07/06/2011CIB0366
0,02 0,04 392 0,97881 12,8 1,6
28/12/2011 0,11 0,05 488 0,97629 12,49 2,2
13/07/2011CIB0372
0,01 0,02 193 0,96286 15,9 0,3
21/12/2011 0,01 0,03 292 0,9728 12,7 0,05
Los resultados obtenidos para cada uno de los pozos activos actualmente,
pertenecientes a la muestra seleccionada son los siguientes:
Pozo CIB0349: los resultados arrojados expresan que al cabo de 2 meses la
concentracin de partculas de arena aument 214 ppm. Se puede decir que este pozo
ha venido produciendo de manera normal y continua, sin ningn indicio de
produccin de arena, excepto por eventualidades como presencia de alto torque.
Pozo CIB0358: los resultados del estudio de laboratorio demuestran que, la
tasa de arena aument al cabo de 9 meses 3075 ppm, o el triple de la muestra
analizada a principios del ao 2011. Esto se debe a que durante estos meses el pozopresent ajuste de velocidad de 150 rpm a 300 rpm, y que a pesar que en el historial
de sus eventos este no ha presentado ningn indicio de produccin de arena, se
encuentra en la misma macolla de los 3 pozos arenados, lo que quiere decir que en
cualquier momento tambin se puede taponar.
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Pozo CIB0366: es un pozo relativamente nuevo, inici su produccin en
octubre de 2010. No ha presentado indicios de produccin de arena, y su
concentracin de arena al cabo de 6 meses aument 96 ppm a pesar de que su %AyS
es mayor en comparacin con los otros pozos estudiados.
Pozo CIB0372: es un pozo nuevo, inici su produccin en abril de 2011, y
hasta ahora ha producido de manera estable. Su tasa de arena al cabo de 5 meses
aument 99 ppm.
De acuerdo a todo lo mencionado anteriormente, la arena O-15 est conformadapor granos muy finos, caracterstica limitante para el buen funcionamiento de los
liners ranurados, debido a que este tipo de mtodo de control de arena es ideal para
arenas de granos grandes, no obstante, para este tipo de formacin podran ser
utilizadas ranuras entre 0,012 y 0,008 pulgadas, medidas adecuadas para la retencin
de finos. Cabe destacar que, mientras ms pequeas son estas aberturas, mayor es la
retencin al flujo de fluidos, lo que a su vez sera una desventaja para la produccin
normal y continua de crudos.
4.3 PROPUESTA DE MEJORAS A LA COMPLETACIN DE LOS POZOS
EN LOS EQUIPOS DE CONTROL DE ARENA
Luego de haber analizado la distribucin por tamao de las partculas presentes
en una muestra de arena de los pozos que poseen anlisis granulomtricos (tabla 4.4),
se pudo concluir que los datos obtenidos con el coeficiente de uniformidad
(D40/D90), (1,9290
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Apoyados con los criterios de seleccin desarrollados por la empresa
Schlumberger para el uso de la rejillas MeshRite (tabla 2.3) y a los valores arrojados
por la arena O-15, se logr observar la similitud entre ellos y se pudo concluir que las
rejillas de malla premium MeshRite favorecen en el reemplazo de control de arena
para los pozos estudiados.
Sustentando el cambio de tubos filtros, de liner a rejillas, se realiz el anlisis
de productividad con las rejillas de mallas premium. Este se obtuvo calculando la
cada de presin generada tanto por la rejilla como por el liner ranurado, adems de
obtener el dao ocasionado, utilizando la ecuacin de Joshi, (apndice B). Para ello,los clculos se realizaron con los datos obtenidos del pozo CIB0366.
En la tabla 4.8, se observan los valores de cada de presin generados por el
yacimiento (P0), por la zona invadida por el fluido de perforacin ( P1), por el
llenado del anular o empaque natural (P2), por el mtodo de control de arena
(P3) y (P) cada total de presin, todas en unidades lpc.
Tabla 4.8: Cadas de presin segn el mtodo de control de arena.CONTROL
DE ARENA
PRESI N (LPC)
P P0 P1 P2 P3 Pyacimiento Pwf
Rejilla 282,39 265,81 15,84 0,28 0,47 1177,09 894,71
Liner 330,00 265,81 15,84 0,28 48,08 1177,09 847,09
Los resultados arrojados demuestran que las rejillas de malla Premium
MeshRite generan una cada de presin, a nivel de mtodo de control de arena, P3,
menor que los liners ranurados, (0,47 < 48,08), lo que es favorable para diferentes
equipos de completacin porque al generarse menor cada de presin habr mayor
produccin.
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Tabla 4.9: Daos ocasionados por el mtodo de control de arena utilizado.CONTROL
DE ARENA
DAOS
S1 S2 S3 S
Rejilla 1,1181 0,0194 0,0332 1,1707
Liner 1,1181 0,0194 2,3767 3,5142
En la tabla 4.9, se muestran los daos asociados a los valores arrojados por la
cada de presin, logrando notar que la rejilla de malla premium MeshRite ocasiona
menor dao dentro del pozo que el liner ranurado, esto se debe a que la malla al tener
un amplio rango de permeabilidad y alto porcentaje de porosidad, el fluido tendr unamayor rea de flujo, lo que permitir un mejor acomodo de los granos de formacin
en el control de arena, y por ende, mayor produccin y menor cada de presin.
Estos daos corresponden a la zona invadida por el fluido de perforacin (S1), a
la zona del llenado del anular o empaque natural (S2), al dao originado por el
mtodo de control de arena (S3) y al factor de dao total (S).
As mismo, se puede observar en el grfico 4.2, que hay una curva IPR (Inflow
Performance Relationships), que representa el comportamiento de la produccin
usando como equipo de control de arena el liner ranurado (actualmente), y la rejilla
de malla premium MeshRite (propuesta), y se puede notar que mientras que con el
liner se genera una cada de presin mayor (Pwf = 847 lpc) para producir una tasa de
624 BNPD de petrleo, con la rejilla se necesita una menor cada de presin
(Pwf = 895 lpc) para producir los mismos barriles de crudo, esto es debido a que en la
rejilla hay menor restriccin al flujo de fluidos que provienen de la formacin que
con los liners ranurados, y por ende le permitir al pozo alcanzar un mayor ndice de
productividad. Para este estudio fue seleccionado el pozo CIB0366 debido a que era
el nico que posea sensor en fondo para tomar valores reales de presin.
7/29/2019 Tesis Manejo de Arena
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Grfico 4.2: Curva IPR utilizando Liner ranurado Vs. Rejillas de mallapremium del pozo CIB0366.
Cabe destacar que en el Distrito Morichal, tanto en el rea de crudo pesado
como extrapesado existen pozos que estn utilizando las rejillas MeshRite, y estas
han generado efectos positivos en el aumento de la produccin en comparacin conotros pozos que tienen como equipos de control de arena los liners ranurados.
Estos pozos son: CIB0351, perteneciente a la macolla L-18-1, campo Cerro
Negro, yacimiento OFIM CN 24, unidad extrapesado y MPG0267, perteneciente a la
macolla 18, campo Morichal, yacimiento OFIM MPG 1 y MPG0264, macolla 14,
campo Morichal, yacimiento OFIM MPG 2, ambos de la unidad de pesado,
(Apndice C).
A continuacin se muestra