Exposicion produccion cañoneo

CAÑONEO

CRISTIAN C. ALARCONDANIEL DIAZ VERGARASEBASTIAN MENDEZ PAEZDANIEL ESTEBAN NIETOJAIRO ANDRES RODRIGUEZESTEPHANIE RUIZ JAIMESPAULA ANDREA VELANDIA

CAÑONEO

El cañoneo es el proceso de crear aberturas a través de la tubería de revestimiento y el cemento, para establecer comunicación efectiva entre el pozo y las formaciones seleccionadas. Las herramientas para hacer este trabajo se llaman cañones.

Estas perforaciones deben ser limpias, de tamaño y profundidad uniformes y no deben dañar el revestidor y la adherencia de cemento.

OBJETIVOS DEL CAÑONEO

Lograr comunicación

efectiva entre el yacimiento y el interior del pozo

Mejorar la producción por

inyección.

Efectuar trabajos de cementacion

Lograr flujo efectivo entre el

pozo y el yacimiento para

evaluar intervalos productores

ÁREAS DE ALCANCE DEL CAÑONEO

FACTORES A CONSIDERAR CUANDO SE CAÑONEA

Tipo del equipo

usado en el proceso.

Técnicas usadas en

la completaci

ón del pozo.

Procedimiento usado para el

cañoneo.

Características de la

tubería y el cemento.

Cantidad y tipo de

carga en el cañón

FACTORES QUE AFECTAN LA EFICIENCIA DEL CAÑONEO

TEMPERATURA

Resistencia de la formación

Estado del cemento

TIPOS DE CAÑONEO

1. Tipo Chorro2. Tipo Bala 3. Tipo Hidráulico

CAÑONES TIPO CHORRO

Una de las ultimas tecnologías ingresadas al mercado.

Uso de explosivos de alta potencia y cargas moldeadas con una cubierta metálica.

Los cañones pueden ser bajado simultáneamente utilizando guayas eléctricas o mecánicas.

Esta técnica es utilizada en mas del 95% de las operaciones de cañoneo.


Encendido del

detonador electrico

Reaccion en cadena

detonador-explosivo

El material del forro

comienza a fluir.

El flujo del material del

forro se convierte

en un chorro de

alta densidad


La presión de la punta del chorro se estima en 5 millones Plc y la velocidad en 20000 pies por segundo.

Puede existir taponamiento en la misma perforación realizada por una parte de la cubierta de metal externa la cual forma un residuo.

CAÑONEO TIPO BALAS

Las balas son disparadas hacia el revestidor atravesando el cemento hasta llegar a la formación.

El cañoneo con balas es poco utilizado en la actualidad, pero continúa aplicándose en formaciones blandas o formaciones resquebrajadizas.

Hay nuevas tecnologías de balas en las que éstas producen un agujero mucho más redondo.

CAÑONEO TIPO HIDRÁULICO

Consiste en la implementación de chorros de agua a altas presiones. Utiliza fluido (con arena) para abrir agujeros a través del revestidor, cemento y formación.

Los fluidos son bombeados por la tubería, con un arreglo de orificios direccionados hacia la pared del revestidor.

Los agujeros son creados uno a la vez. Este método tiene la desventaja de ser un

sistema lento y muy costoso.

EVOLUCION DEL CAÑONEO

← 1926 El cañoneo consistía simplemente en orificios realizados en el acero del revestidor con cortadores mecánicos.

← 1932 Se empezó a realizar por medio de disparos de bala.

← 1958 Se desarrollo el método de bombeo de abrasivos, cañoneo con chorros de agua.

AH

OR

A

AN

TES ← En la actualidad los orificios se

producen detonando explosivos con cargas huecas.

NUEVAS TECNOLOGIAS

Existen:

1. Técnica TCP - Bajo Balance2. Técnica TCP Propelente - Sobre

Balance3. Tecnología PURE4. Cañoneo con Sliskline

1. TÉCNICA TCP BAJO-BALANCE

Emplea: (TCP) Cañoneo

Transportado con Tubería Cañones tipo Casing

Guns

Debe ser operado en fluido limpio con una presión de bajo-balance (Ph<Py)

1. TÉCNICA TCP BAJO-BALANCE

Procedimiento:1. El ensamblaje es bajado dentro del

pozo al final de la sarta de tubing. 2. La sarta es colocada en la profundidad

deseada. 3. Los cañones son posicionados y el

packer es asentado.4. Se establece condición de bajo-

balance dentro del tubing.5. Los cañones son disparados.6. Los fluidos de la formación fluyen

hacia el pozo ayudando en la limpieza de las perforaciones.

2. TÉCNICA TCP PROPELENTE - SOBRE BALANCE

Emplea: Sarta de de StimGun Propelente

El Propelente (Perclorato de Potasio) Es un explosivo, estable y seguro. La camisa requiere tres condiciones para

inflamarse: confinamiento, presión y temperatura.

Para que reaccione tiene que estar confinado más o menos a 500 psi de hidrostática.

Debe ser operada sobre-balance (Ph>Py)Figura Camisa de Propelente

2. TÉCNICA TCP PROPELENTE - SOBRE BALANCE

Procedimiento: El cañón es detonado en el

agujero según lo acostumbrado. La camisa, que es un oxidante,

arde rápidamente y produce una explosión de gas a alta presión.

Este gas a alta presión entra a la perforación y crea fracturas alrededor de las zonas dañadas mejorando el flujo de la formación al agujero.

3. TECNOLOGÍA PURE

Emplea: Se puede usar con Wireline, TCP, Coiled

Tubing, Slickline. Apropiado grado de bajo-balance dinámico

(Ph<Py) que se puede lograr usando hardware y software especiales para la optimización de la producción.

PURE(Perforating for Ultimate Reservoir Explotation)

3. TECNOLOGÍA PURE

Procedimiento: Los chorros de alta velocidad y las presiones

extremadamente altas generadas por las cargas huecas pueden penetrar mas allá de la zona dañada durante las operaciones de perforación e ingresar a la roca virgen.

En el proceso de creación del túnel de disparo, el chorro fractura los granos de la matriz y altera las propiedades mecánicas de la roca que rodea el túnel.

4. CAÑONEO CON SLISKLINE

Procedimiento:

La secuencia del disparo es ejecutada y monitoreada por computador.

El dispositivo de detonación es instalado en el fondo de la herramienta donde la computadora fue conectada.

El operador puede armar, disparar o abortar la operación en cualquier momento.

Es util incluso para pozos altamente desviados. La cabeza de disparo está certificada para

trabajar hasta 15000 psi de presión, 320ºF de temperatura y con H2S en condiciones del pozo.

PROCESO DE CAÑONEO1. Carga sin detonar.

2. La carga se detona. La carcasa se expande. El liner comienza a colapsarse.

3. Se forma un chorro de alta presión de partículas de metal fluidizado.

4. El chorro se desarrolla más. La presión hace que la velocidad aumente.

5. El chorro se elonga porque la parte posterior viaja a una velocidad menor

6. Se logra la penetración con millones de psi de presión en el casing y miles psi en la formación.

ZONA DE DAÑO Cualquier restricción al flujo de fluidos que distorsiona las

líneas de flujo desde el yacimiento hacia el pozo. Disminuye significativamente la productividad del pozo y ocasiona una caída de presión adicional en las cercanías del mismo.

• Es la reducción de la capacidad original de flujo de un pozo debido a la disminución de la porosidad y permeabilidad relativa de los hidrocarburos en el yacimiento. Puede variar desde unos milímetros hasta unos centímetros de espesor dentro de la formación.

Durante el proceso de penetración se produce cierto daño a la roca dentro del túnel perforado.

ZONA DE DAÑO

• Esta zona alterada, se denomina zona de daño o compactada.

• Su espesor oscila entre 1/4 pulg a ½ pulg.

• Su espesor no es uniforme a lo largo del tunel. El mayor daño esta en la entrada del agujero donde el impacto de presión es mayor.

• Algunas cargas, puede producir espesores de 1 pulg.

• Su permeabilidad puede ser entre un 10% a 20 % de la presentada en la zona virgen.

ZONA DE DAÑO

Flujo Radial

ZONA DE DAÑO

ZONA VIRGEN ANTES DEL CAÑONEO

PERMEABILIDAD VIRGEN

ZONA DE DAÑO

ZONA COMPACTADA DESPUES DEL

CAÑONEO

PERMEABILIDAD REDUCIDA EN

UN 70%

ZONA DE DAÑOZONA DE DAÑO

ANTES

DESPUES

Daño a la formación

Perforación Cementación

Cañoneo

Bloqueos

Hinchamiento de las arcillas

Mojabilidad

Invasión de sólidos

Invasión de fluidos

Invasión de sólidos, filtrado

o lodo total.

- Invasión de lavadores y

espaciadores -Invasión de filtrado de cemento.

Garganta de poro

Presión capilar

ORIGEN DEL DAÑO A LA FORMACIÓN Es el daño causado durante las operaciones de perforación,

completación, reacondicionamiento, producción o inyección.

• Daño por cementación:

Para la cementación es necesaria la remoción del revoque, para lo cual se utiliza algún dispositivo como los caños lavadores o colchones, todos estos deben trabajar con flujo a regímenes turbulentos.

ORIGEN DEL DAÑO A LA FORMACIÓN

Invasión de sólidos de perforación:

Arcillas, cutting, agentes densificantes y viscosificantes, agentes minimizadores de pérdidas de circulación, pueden disminuir la porosidad y permeabilidad de la roca reservorio.

Invasión de los fluidos de perforación:

Es el principal motivo de daño de formación, tiene que ver con la infiltración del lodo de perforación, de sólidos del cutting y el revoque en la formación.

EFECTO DE CAÑONEO

El patrón de cañoneo y la penetración afectan la productividad de un pozo, al penetrar el chorro a la formación se produce desplazamiento y compactación de la formación, en la cercanía de la zona cañoneada, lo cual altera la permeabilidad original de esa zona. El daño puede comprender tres elementos:

Zona triturada Migración de las partículas finas de la formación Presencia de detritos dentro de los túneles de disparos.

FACTOR DE DAÑO EN EL ÍNDICE DE PRODUCTIVIDAD

INFLUENCIA TAMAÑO DE ZONA CON DAÑO EN LA PRODUCCIÓN

TÉCNICAS PARA REMEDIAR DAÑOS DEL CAÑONEO

• Cañoneo Bajo-Balance.

• Lavado en las perforaciones (tratamientos).

• Cañoneo con Sobre-Balance Extremo.

• Pozo presurizado con N2.

• Nuevos diseños de cargas.

GEOMETRIA DE PERFORACION

Fase Densidad de disparo Penetración Diámetro del Hueco

El caudal más alto es obtenido con la mejor geometría para la configuración del pozo,

formación y fluido a producir



La Fase La fase de un cañón de perforación es la

dirección en la cual las cargas son disparadas con relación a los otros disparos.


La fase – Descripción

La fase de disparo es fundamental para la productividad.

El caudal más alto es obtenido con la menor fase de disparo (no-cero).

GEOMETRIA D PERFORACION

Densidad de Disparo

El caudal mas alto es obtenido con la mayor densidad de disparo.

El aumento de la densidad de disparos permite que el pozo produzca a presiones inferiores.

Las formaciones laminares o con alto grado de anisotropía, se recomiendan alta densidad de disparos.

En formaciones naturalmente fracturadas se aconseja alta densidad de disparos, con la finalidad de interceptar mayor número de fracturas.


Densidad de Disparo


Penetración

Es la profundidad o longitud de la perforación realizada por la carga.

Usualmente se mide siguiendo el método API (API RP43 Standard Procedure for Evaluation Well Perforators)


Penetración de disparo

El caudal más alto es obtenido con la mayor longitud de disparo.

Los disparos deben atravesar el daño producido durante la perforación.

La penetración del disparo es función de la resistencia compresiva de la roca.


Penetración de disparo

El caudal más alto es obtenido con la mayor diámetro de entrada de disparos.

Para empaques con grava se requieres diámetros de entrada grandes.

EJEMPLO

Datos del yacimiento:

Comprensibilidad de la formación = 3500 psi Diámetro del hueco = 0.41pulg Casing de producción = 7in,J55-26Lb/ft Comprensibilidad de la formación Berea =

6500

Hallar la densidad de cañoneo de la formación


Cargas de Alta Penetración

La geometría del liner es cónica, alargada y fina (de 42 a 45º), produciendo un chorro estrecho.

La penetración es relativamente profunda (mayor de 13 pulg.) y el diámetro del agujero es pequeño (de 3/8 pulg. a ½ pulg.).

El pico de presión de colapso en la línea central alcanza unos 29 000 000 lpc.

Las velocidades del chorro pueden ser mayores de 26 000 pies/seg.

El 20% de la forma del liner forma el chorro de alta velocidad; el 80 % restante pasa a ser de movimiento lento


Cargas de Hueco Grande

La geometría del liner de la carga es parabólica, produciendo un chorro lento.

La penetración es relativamente somera (de 6 pulg. a 8 pulg.) y el diámetro del agujero es grande (de ½ pulg. a 1 pulg.).

Las velocidades del chorro están alrededor de 13 000 a 20 000 pies/seg.

El chorro representa del 60% al 80% de la masa de la cubierta; del 20 % al 40% restante constituye la zona

METODOS DE CAÑONEO

1. CAÑONES BAJADOS A TRAVES DE LA TUBERIA DE PRODUCCION

se baja la tuberia con empacadura de prueba

Se establece un diferencial de presion negativo (Ph<Pf)

Se bajan los cañones con equipo de guaya, generalmente se usan cañones desechables o parcialmente recuperables

Este método de cañoneo permite obtener una buena limpieza de las perforaciones.

VENTAJAS:

Permite obtener una buena limpieza en las perforaciones luego del cañoneo

Brinda seguridad en las operaciones por tener tuberia dentro del pozo

DESVENTAJAS:

No se puede realizar un proceso de cañoneo selectivo

Al probar otro intervalo, es necesario controlar el pozo, lo cual expone la zona a los fluidos de control

2. CAÑONES BAJADOS A TRAVES DEL REVESTIDOR

Los cañones se bajan a través del revestidor utilizando un equipo de guaya o una cabria

Las cargas se colocan generalmente en soportes recuperables

Se coloca un fluido en el pozo para establecer un diferencial de presion positivo (Ph>Pf)

VENTAJAS:

En operaciones de inyeccion o fracturamiento, son mas eficientes en comparacion con los de tuberia

Generalmente utilizados en zonas con presencia de escamas o dañadas por fluidos de perforacion

No presentan daños al revestidos cuando se utilizan cargas tipo chorro

Alta capacidad de penetracion

DESVENTAJAS:

Presencia de residuos en los túneles luego del cañoneo

Peligro de arremetida al cañonear zonas nuevas

La operación de cañoneo solo se puede realizar con presencia del taladro en el pozo

Posibilidad de cañonear en forma irregular, afectando futuros trabajos de acidificacion

3. CAÑONES TRANSPORTADOS CON TUBERIA

En este metodo, los cañones se transportan en la parte inferior de la tuberia de produccion

Se utiliza una tuberia con una empacadura, la cual debe asentarse antes de dar inicio a la operación de cañoneo

Se logran orificios simetricos, profundos y limpios

Se establece un diferencial de presion negativo (Ph<Pf), utilizando un equipo de control de presiones

VENTAJAS: Alta tasa de control de arenas para

mejorar la tasa de penetración Obtención de perforaciones optimas Reducción en el tiempo de operaciones Mayor seguridad Capacidad de cañonear 100% los

intervalos propuestos en una sola corrida. Aplicabilidad en la utilización de cañones

de gran tamaño con diferencial de presión negativo

DESVENTAJAS: Requiere de suficiente bolsillo (hueco

de rata) para soltar los cañones al momento del disparo con el de reducir la posibilidad de atascamiento de la tubería al momento de sacarla del pozo.

Altos costos en comparación con los otros métodos

CAÑONES DESECHABLES Y SEMI-DESECHABLES.

• Las cargas se encuentran expuestas a las condiciones del pozo ,y se deben encapsular en contenedores separados.

• Pueden ser envasados individualmente y en forma hermética.

DESECHABLES

• Los envases están construidos de : aluminio, plástico, vidrio, hierro colado y materiales cerámicos

• Al detonar los cañones ,los envases se desintegran en pequeños trozos ,mientras que la energía desarrollada no es absorbida por el soporte de los explosivos

SEMIDESECHABLES

VENTAJAS DESVENTAJAS

• Dispositivos ligeros y flexible.

• Facilita las operaciones de cañoneo en trabajos de aislamiento y cementación de intervalos.

Permite el cañoneo de bajo balance y con mayor seguridad en pozos con elevadas presiones de fondo.

• Su paso a través de tuberías de diámetros pequeños es generalmente sencillo.

• Los cañones no recuperables.

• Los desechos quedan en el pozo, total o parcialmente.

• En pozos desviados algunas veces se presentan problemas para bajar el cañón al fondo del mismo.

• En caso de que se rompa el cable, la pesca del cañón se hace difícil.

• El revestidor debe absorber toda la onda expansiva por los disparos.

CAÑONES RECUPERABLES.

• El tren de explosivos es protegido o cubierto del entorno del fluido del pozo.

• Posee un tubo de acero a prueba de presiones.

• Las cargas explosivas se colocan en el tubo y en forma radial con respecto a su eje.

• El tubo se cierra herméticamente , y el detonante es rodeado de aire a presión atmosférica.

RECUPERABLES

• La detonación causa una pequeña expansión del tubo, el cual puede ser extraído del pozo junto con los residuos generados durante el proceso.

Existen dos tipos:

Cañones de tapas.

Cañones de tubos.

VENTAJAS DESVENTAJAS

• No dejan residuos en el pozo.• Son operacionalmente seguros, ya

que los componentes explosivos están completamente encerrados. Menores fallas operativas.

• Pueden hacerse disparos selectivos.• Los cañones absorben al onda

expansiva después del disparo protegiendo el revestidos

• No causan deformaciones de la tubería de revestimiento.

• Se pueden operar a grandes profundidades y presiones relativamente altas.

• Posee buena resistencia química.

• Son más costosos que los otros tipos de cañones.

• En cañones pequeños se limita la cantidad de explosivos que puede ser utilizada, debido al tamaño de la carga. Por lo tanto, se reduce la penetración que se puede alcanzar con este cañón.

• Su rigidez limita la longitud de ensamblaje, especialmente en cañones de gran diámetros.

CONDICIONES DE CAÑONEO.

• Las pistolas de disparos son desplegadas en pozos entubados que contienen algo de fluido. La columna de fluido crea una presión hidrostática que es una función de la altura de la columna de fluido y de la densidad del fluido.

SOBRE-BALANCE

Se requiere que el pozo permanezca cerrado y controlado durante las operaciones de cañoneo.

Al disparar los cañones se genera una zona compactada de menor permeabilidad y el túnel cañoneado lleno de residuos.

•El fluido de completamiento puede ser inyectado a la formación, creando problemas de incompatibilidad y posible daño de la formación.

•Al inducir el pozo a producción, algunas perforaciones se limpiaran, otras quedaran taponadas o con baja eficiencia de flujo.

•Requiere taladro para efectuará la operación de cañoneo y posterior mente la bajada de la completamiento del pozo.

SOBRE BALANCE EXTREMO.

•Se requiere que el pozo permanezca cerrado y controlado durante las operaciones de cañoneo. •Al disparar los cañones se genera incremento de presión en la formación menor que la resistencia compresiva de la roca, produciendo fracturas en la formación. •Requiere taladro para efectuar la operación de cañoneo y posteriormente la bajada del completamiento del pozo.

BAJO BALANCE.

Requiere datos del pozo y del yacimiento para cálculos del bajo balance y garantizar de esta manera la limpieza de los túneles cañoneados.

Permite realizar las operaciones con el pozo abierto y en condiciones de fluir hacia la estación de flujo.

•Al disparar los cañones se genera una zona compactada de menor permeabilidad y sin “debris”

•No existe riesgos de inyectar los fluidos de completamiento a la formación.

•El desbalance de presiones( al momento del cañoneo) genera flujo de fluidos inmediatos de la formación hacia el pozo que limpia ( efecto de surgencia) los túneles cañoneados.

•Operación de cañoneo puede realizarse por plataforma o con taladro según sea el caso.

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