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PDVSA Exploración y Producción

Fluidos para Construcción de Pozos

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Fluidos de Perforación


Fluidos de Perforación Es un fluido de características físicas y químicas apropiadas, que puede ser aire o gas, agua, petróleo y combinaciones de agua y aceite con diferente contenido de sólidos.

No debe ser tóxico, corrosivo ni inflamable pero si inerte a las contaminaciones de sales solubles y minerales, y además, estable a las altas temperaturas e inmune al desarrollo de bacterias.

Funciones: 1. Remover y transportar el ripio del fondo del hoyo o pozo hacia la superficie. 2. Enfriar y lubricar la mecha y la sarta de perforación. 3. Cubrir la pared del hoyo con un revoque liso, delgado, flexible e impermeable. 4. Controlar las presiones de las formaciones atravesadas. 5. Mantener en suspensión, cuando se interrumpe la circulación, el ripio y el material densificante. 6. Soportar, por flotación, parte del peso de la sarta de perforación y de la tubería de revestimiento, durante su inserción en el hoyo. 7. Mantener en sitio y estabilizada la pared del hoyo, evitando derrumbes. 8. Facilitar la máxima obtención de información deseada acerca de las formaciones perforadas. 9. Transmitir potencia hidráulica a la barrena.

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Fluidos de Perforación


Fluidos de Perforación Para llevar a cabo estas funciones, deben minimizarse los siguientes efectos colaterales:

1. Daño a las formaciones subterráneas, especialmente a las que son productoras. 2. Corrosión de la sarta y del revestidor.

3. Reducción de la velocidad de penetración. 4. Problemas de presiones de succión, de pistón y de circulación. 5. Pérdida de circulación. 6. Atascamiento diferencial de la sarta de perforación. 7. Erosión de la superficie interna del pozo.

8. Desgaste de las camisas internas de las bombas. 9. Contaminación de las lechadas de cemento. 10. Contaminación del ambiente natural.

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Fluidos de Perforación


Problemática - Fluidos Construcción y Mantenimiento de Pozos Superficie • • • •

Pérdidas de circulación Arcillas reactivas Gas superficial Limpieza de hoyo

Intermedio • •

Inestabilidad mecánica de hoyo Limpieza de hoyo

Producción

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• • • •

Daño a la formación Pegas diferenciales Arremetidas Alta temperatura y gas agrio Fluidos de Perforación


Acciones Tomadas Superficie / Intermedio 

Racionalización de Fluidos de Perforación 

Área / Hoyo

Superficie: Aguagel Intermedio: Base Aceite (Pozos Profundos- Lutitas React.) Base Agua (Pozos Someros)

Geomecánica 

Densidad 

Ventana Operacional

Estabilidad de Hoyo

Propiedades Reológicas  

Limpieza Trayectoria de Pozo

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Fluidos de Perforación


Acciones Tomadas Producción 

Compatibilidad de fluidos 

Interacción Fase Continua Lodo- Roca - Formación

Mínimo sobre balance hacia formación

Fluidos sin sólidos

FLUIDOS “DRILL IN” PDVSA Exploración y Producción

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Prevención de la invasión hacia la formación

Productividad del Pozo Q=

Hoyo Productor

• • •

Baja permeabilidad natural

Influencia del “skin factor (S)” en la producción

Baja presión del yacimiento

Area de drenaje reducida

6000

Ubicación del pozo en el área de drenaje

5000

Espesor pequeño de la arena

Pwf (psi)

• • • •

0.00707 Kh ( PE - Pw )  r  m Bo Ln e + S   rw 

4000 3000

Alta viscosidad del crudo

2000

Daño a la formación

1000

S=50

S=10

S=5

400

600

S=0

BPD

0 0

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200

800

1000 1200

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Acciones Tomadas Prevención de la invasión hacia la formación MECANISMOS DE DAÑO ASOCIADOS AL FLUIDO: •INTERACCIÓN FILTRADO SÓLIDOS FINOS EN EL ESPACIO POROSO. (EXPANSIÓN O MIGRACIÓN DE MATERIALES ARCILLOSOS )

ROCA DEL YACIMIENTO. ( VARIACIÓN DE LA HUMECTABILIDAD DE LA ROCA )

FLUIDOS DE FORMACIÓN. ( FORMACIÓN DE EMULSIONES O INCOMPATIBILIDAD DE FLUIDOS)

•TAPONAMIENTO DEL ESPACIO POROSO POR MATERIALES COLOIDES. ( INVASIÓN DE PARTÍCULAS SÓLIDAS )

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Acciones Tomadas Prevención de la invasión hacia la formación TIPOS DE FLUIDOS DRILL IN:

***FLUIDOS BASE ACEITE CON PARTÍCULAS SELLANTES*** •FLUIDOS BASE AGUA CON PARTÍCULAS SELLANTES •VISCOELÁSTICOS CON FORMIATOS Y CaCO3 (ALTO COSTO, IMPACTO AMBIENTAL Na, K )

•FLUIDOS BASE AGUA SALINOS. ( LIMITACIÓN DE DENSIDAD )

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Acciones Tomadas Prevención de la invasión hacia la formación

Fundamentos técnicos • Creación de una barrera en la cara del pozo

Minimizar invasión de Sólidos y líquidos

Factores críticos: • • • •

Rapidez de formación Espesor de la barrera Estabilidad química Estabilidad mecánica

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Acciones Tomadas Prevención de la invasión hacia la formación DISEÑO: •DIÁMETRO PROMEDIO DE POROS Y GARGANTA DE POROS. •SELECCIÓN DEL CaCO3 ( GRANULOMETRÍA, MODA ) •PRUEBAS DE CAPACIDAD DE SELLADO ( PPT ) Y RETORNO DE PERMEABILIDAD. •DEFINICIÓN DEL MODELO TEÓRICO DE DISTRIBUCIÓN DE TAMAÑO DE PARTÍCULAS.

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Acciones Tomadas Prevención de la invasión hacia la formación PREPARACIÓN Y MANTENIMIENTO: •PREPARACIÓN DEL VOLUMEN DE LODO BASE DENSIFICADO.

•PRUEBAS DE DISTRIBUCIÓN DE TAMAÑO DE PARTÍCULAS : AL FLUIDO BASE AL FLUIDO BASE DENSIFICADO AL FLUIDO DENSIFICADO CON MATERIAL PUENTEANTE

•AJUSTES DE ACUERDO AL MODELO TEÓRICO. •MANTENIMIENTO AL FLUIDO. COMPENSACIÓN POR PÉRDIDAS Y EFECTO DE TRICCIÓN (ANALIZADORES DE DISTRIBUCIÓN DE TAMAÑO DE PARTÍCULAS )

UTILIZACIÓN DE CENTRÍFUGAS DE DECANTACIÓN PDVSA Exploración y Producción

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Acciones Tomadas Prevención de la invasión hacia la formación EFECTO DE ATRICCIÓN: LA ATRICCIÓN ES FUNCIÓN DE LA DUREZA DEL MATERIAL PUENTEANTE. PARA MINIMIZAR ESTE EFECTO SE SUSTITUYÓ: Carbonato tipo cálcico por Dolomítico ( mayor dureza Mosh)

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Acciones Tomadas Prevención de la invasión hacia la formación ACCIONES EN PROGRESO: •INTEGRACIÓN DEL EQUIPO CONFORMADO: MESA DE TRABAJO-COMUNIDAD-INTEVEP-EMPRESAS •MAPA POR CAMPO DE TAMAÑO GARGANTA PORAL •REVISIÓN PRINCIPIO DRILL IN PARA POZOS INYECTORES •EVALUACIÓN DE LAS ESPECIFICACIONES DEL Carbonato tipo Dolomítico)

•DESARROLLO DE UNA TESIS PARA REVISAR LA TECNOLOGÍA Y LOS RESULTADOS.

PDVSA

•ESTUDIO EN NÚCLEOS TOMADOS CON DRILL IN •BUILD UP •INVASIÓN •REGISTROS RFT

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Fluidos de Perforación


Acciones Tomadas Experiencias en Diseño de fluidos para Zona Productora Diagnóstico

Plan de construcción del pozo

• Daños a la formación • Mesa de trabajo para diseño del nuevo pozo • Diseño de fluido con INTECARB  • Optimización de diseño pozo inclinado: estabilidad/diseño mecánico

Agente Sellante: Carbonato de Calcio (INTECARB™: Origen Dolomítico >98% Granulometría controlada) PDVSA Exploración y Producción

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Areas de Atención • Yacimientos Profundos AP-AT

• Yacimientos Agotados (Someros/Medios) • Yacimientos Naturalmente Fracturados • Baja Productividad • Ecosistemas Sensibles PDVSA Exploración y Producción

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Necesidades Tecnológicas Yacimientos Agotados

Yacimientos Profundos

Yacimientos Nat. Fracturados CO2 - H2S

Alta presión Alta Temperatura Lutitas Intercaladas Arenas no consolidadas

Lutitas Masivas Mínimo Daño a la Formación Requisitos de la Hidráulica (Operacionales) Restricciones Ambientales PDVSA Exploración y Producción

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Propuestas y Retos Tecnológicos Yacimientos Profundos - Alta Presión Hoyo Productor

Fluidos con sólidos de granulometría diseñada en función de la morfología de poro, para formar un sello y evitar la invasión de filtrado y sólidos finos

 Salinos  Carbonato  Carbonato/barita PDVSA Exploración y Producción

 Carbonato/Orimatita®  Formiatos

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Propuestas y Retos Tecnológicos Yacimientos Profundos - Baja Presión Hoyo Intermedio

Fluidos de Baja Densidad, Inhibitorios, no invasivos, con la hidráulica apropiada para ser usados con coiled tubing y bajo balance

 Espumas  Aireados  Microesferas de vidrio  Emulsiones O/W  Microburbujas  100% Aceite sin sólidos 1

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2

3

4 5 Densidad (lpg)

6

7

8

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Propuestas y Retos Tecnológicos TECNOLOGÍA DE MICROBURBUJAS MECANISMO DE “PUENTEO”

Los Afrones forman un “Puente de burbujas” en las aberturas de la formación, previniendo ó reduciendo la invasión de fluido hacia la zona productora

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FLUIDO MICROBURBUJAS

UN SISTEMA DE LODO BASE AGUA.

NO REQUIERE DE COMPRESORES DE AIRE, NITROGENO CRIOGENICO O DE MEMBRANA PARA REDUCIR LA DENSIDAD.

UN SISTEMA QUE SIRVE PARA CONTROLAR PÉRDIDAS DE CIRCULACIÓN E INVASION A LA FORMACÍON.

UTILIZA EL MÉTODO DE “PUENTEO CON MICROBURBUJAS”.

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MUESTRA DE FLUIDO MICROBURBUJAS ( AMPLIFICACIÓN DE 40 X )

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FORMULACIÓN DEL FLUIDO DE MICROBURBUJAS

CONCENTRACIÓN GO DEVIL I

5 lbs / barril

Viscosificante

ACTIGUARD

0,1 % V/V

Inhibidor de lutitas

ACTIVADOR I

5 lbs / barril

Est. Térmico/control de filtrado

ACTIVADOR II

0.5 lbs / barril

Estabilizador térmico/PH

BLUE STREAK

1.0 lbs / barril

Generador de Aphron

X – CIDE P

0.05 lbs / barril

Bactericida

Costo por Barril $ / Barril Bs. / Barril 115.55

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67.021.41

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Propuestas y Retos Tecnológicos Yacimientos Naturalmente Fracturados Hoyo Productor

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 Fluidos con reología dilatante que al conseguir las fracturas aumentan su viscosidad y las sellan de manera reversible  Fluidos para perforación bajo balance

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Tendencias en Nuevas Tecnologías • Fluidos Base Agua • Alta Presión/Alta Temperatura / Gases Agrios • Fluidos con revoques autolimpiantes • Formación de Revoques con geles • Fluidos Electroreológicos Dilatante

/

Reología

• Fluido de aceite y sal micronizada como material puenteante, de baja densidad PDVSA Exploración y Producción

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Evaluaciones Ambientales de Fluidos de Perforación  Fluidos ambientalmente seguros  No tóxicos y Biodegradables  Menor impacto ambiental de los desechos(aceites minerales y vegetales)  Perforación ambientalmente segura

Planes de Manejo de Residuos  Segregación y minimización de residuos (reciclaje/reuso)  Implantación de buenas prácticas (localizaciones secas, optimización de las eficiencias de ecs, etc)  Opciones tecnológicas para tratamiento de desechos ( bio-remediación, desorción térmica, inyección)  Disminución de costo  Menos requerimiento de materia prima PDVSA Exploración y Producción

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Localización Tradicional

 DISPOSICION DE RIPIOS Y EFLUENTES DE UNA FORMA AMBIENTALMENTE SEGURA  CUMPLIMIENTO A LAS NORMAS AMBIENTALES VIGENTES

 FORTALECIMIENTO DE LA IMAGEN CORPORATIVA PDVSA Exploración y Producción

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PROCESAMIENTO DE RESIDUOS SÓLIDOS LANDSPREADING • Ripios base agua • Aceites y Grasas < 1%

Caracterización • • • • • •

pH conductividad aceites y grasas salinidad metales y lixiviados PDVSA Exploración y Producción

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Tratamiento y Disposición de Ripios COMPOSTING • Ripios Base Aceite • Aceites y Grasas < 1%

Caracterización • • • • • •

pH conductividad aceites y grasas salinidad metales lixiviados PDVSA Exploración y Producción

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Mensaje Final Selección de Fluidos de Perforación

Productividad

Ambiente

Proceso de Construcción de Pozos

Eficiencia Operacional

El gran reto es encontrar el balance correcto entre estos factores PDVSA Exploración y Producción

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fluidos para construccion de pozos petroleros