Clase Cañoneo de Pozo.pptx

Cañoneo de pozos ESEIT

1. CAÑONEO de pozo Prof. MSc . Magalys Chaparro [email protected]

2. 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 seleccionadas. pozo y las formaciones 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.

3. OBJETIVOS DEL CAÑONEO Lograr comunicación efectiva entre el yacim i ento y e l 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

4. ÁREAS DE ALCANCE DEL CAÑONEO

5. FACTORES A CONSIDERAR CUANDO SE CAÑONEA Tipo del equipo usado en el proceso. Técnicas usadas en la comp l eta c ión del pozo. Pr oc edimi e n t o usado para el cañoneo. Característica s de la tubería y el cemento. Cantidad y tipo de carga en el cañón

6. FACTORES QUE AFECTAN LA EFICIENCIA DEL CAÑONEO TEMPERATURA Resistencia de la formación Estado del cemento

7. TIPOS DE CAÑONEO Tipo Chorro Tipo Bala Tipo Hidráulico

8. CAÑONES TIPO CHORRO ingr e s adas al 🞭 Un a de las ult i mas te c nologías mercado. 🞭 Uso de ex p losivo s de alta pot e ncia y cargas moldeadas con una cubierta metálica. 🞭 Los cañone s pue d en se r b a jad o simultá n e a m en t e utilizando guayas eléctricas o mecánicas. 🞭 E s t a técnica e s utilizada e n mas del 95 % de las operaciones de cañoneo.

9. CAÑONES TIPO CHORRO 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

10. CAÑONES TIPO CHORRO 🞭 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.

11. 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.

12. CAÑONEO TIPO HIDRÁULICO 🞭 Consiste en la implementación de chorros de agua a altas presiones. Utiliza fluido (con arena) para abrir aguj e ros a tra v és del rev e stidor , cemento y formació n . 🞭 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 l e nto y muy co s to s o .

13. EVOLUCION DEL CAÑONEO . A HO R A A NTES ← 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 a b rasivos, caño n e o co n chorro s de agua ← En la actualidad los orificios se pro d uce n d eto n a n d o e xplos i vo s c o n carga s h ueca s .

14. NUEVAS TECNOLOGIAS Existen: Técnica TCP - Bajo Balance Técnica TCP Propelente - Sobre Balance Tecnología PURE Cañoneo con Sliskline

15. 1. TÉCNICA TCP BAJOBALANCE 🞭 Emplea: 🞤 ( T C P ) Cañ o n eo Transportado con Tubería 🞤 Cañones tipo Casing Guns ser operado en l i mpio con una 🞭 Debe fluido presión de baj o - ba lan c e (Ph<Py)

16. 1. TÉCNICA TCP BAJO-BALANCE Procedimiento: El e n samblaje es b a jado dentro del pozo al final de la sarta de tubing. La sarta es coloc a da e n la profundidad deseada. Los cañones son po sicionados y el packer es asentado. Se est a b l ece co n d i ción de b a j o - balance dentro del tubing. Los cañones son disparados. Los fluidos de la formación fluyen hacia el pozo ayudando en la limpieza de las perforaciones.

17. 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

18. 2. TÉCNICA TCP PROPELENTE - SOBRE BALANCE Procedimiento: 🞭 E l cañ ó n es d etonado e n 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.

19. 3. TECNOLOGÍA PURE PURE (Perforating for Ultimate Reservoir Explotation) 🞭 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.

20. 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 f r actura l o s granos de l a mat riz y altera l as propiedades mecánic a s d e l a roca que rodea el túnel.

21. 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 c a be z a de dis p aro e s tá c e rtificada para trabajar hasta 15000 psi de presión, 320ºF de temperatura y con H 2 S en condiciones del pozo.

22. PROCESO DE CAÑONEO Carga sin detonar. La carga se detona. La carcasa se expande. El liner comienza a colapsarse. Se forma un chorro de alta presión de partículas de metal fluidizado. de s ar r olla má s . La que l a v e l ocidad 4. El chorro se presión hace aumente. El chorro se elonga porque la parte posterior viaja a una velocidad menor Se logra la penetración con millones de psi de presión en el casing y miles psi en la formación.

23. 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.

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

25. ZONA DE DAÑO 🞭 Flujo Radial

26. ZONA DE DAÑO Z O NA VIRGEN ANTES DEL CAÑONEO PERME A BIL I D A D VIRGEN

27. ZONA DE DAÑO ZONA COM P A C T A D A DESPUES DEL CAÑONEO PERMEABILIDAD REDUCIDA EN UN 70%

28. AN T ES DES P UES ZONA DE DAÑO

29. 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.

30. 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.

31. 🞭 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.

32. FACTOR DE DAÑO EN EL ÍNDICE DE PRODUCTIVIDAD

33. INFLUENCIA TAMAÑO DE ZONA CON DAÑO EN LA PRODUCCIÓN

34. TÉCNICAS P ARA RE M EDIAR DAÑOS DEL CAÑONEO Cañoneo Bajo-Balance. Lavad o e n l a s p e rf o r a c i o n es (tratamientos). Cañ o n e o co n Sobr e -Bal a n c e Extremo. Pozo presurizado con N 2 . Nuevos diseños de cargas.

35. G E O METRIA DE P E R F OR A CION 🞭 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

36. G E O METRIA DE P E R F OR A CION

37. G E O METRIA DE P E R F OR A CION L a F a se La fase de un cañón de perforación es la dirección en la cual las cargas son disparadas con relación a los otros disparos .

38. G E O METRIA DE P E R F OR A CION 🞭 La fase – Descripción 🞤 La fase de disparo es fundamental para la productividad. 🞤 E l caud a l más alto e s obten i d o con l a m en o r fase de disparo (no-cero).

39. G E O METRIA D P E R F OR A CION 🞭 Densidad de Disparo 🞤 El cau d al m as alto e s o bt e ni d o c on la ma y or d e nsid a d 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.

40. G E O METRIA DE P E R F OR A CION 🞭 Densidad de Disparo

41. G E O METRIA DE P E R F OR A CION 🞭 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)

42. G E O METRIA DE P E R F OR A CION 🞭 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. 🞤 L a penetr a ción del d isparo e s fun c ión d e l a re s istencia compresiva de la roca .

43. G E O METRIA DE P E R F OR A CION 🞭 Penetración de disparo 🞤 El caudal más alto es obtenido con la mayor diámetro de entrada de disparos. 🞤 P a r a empaq u es c o n gra v a se requ i e res diáme t r o s de entrada grandes.

44. 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

45. G E O METRIA DE P E R F OR A CION 🞭 C a r g a s d e A l t a P e n et ración 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

46. G E O METRIA DE P E R F OR A CION 🞭 C a rgas de H u e c o G r a n d e 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

47. M E T ODOS DE C A Ñ ONEO

48. 1. CAÑONES BAJADOS A TRAVES DE LA TUBERIA DE PRODUCCION

49. 🞭 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.

50. 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

51. 2. CAÑONES BAJADOS A TRAVES DEL REVESTIDOR

52. 🞭 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)

53. 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

54. 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

55. 3. CAÑONES TRANSPORTADOS CON TUBERIA

56. 🞭 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

57. 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

58. 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

59. CAÑONES DESECHABLES Y SEMI-DESECHABLES La s carga s s e encu e ntran ex p ue s ta s a l a s co n d i ci o n e s del poz o , y s e de b e n enca p sula r en conten e dore s separa d os. P u ed e n se r en v as a d os i n d i vid ua l m en t e y e n for m a hermética. DESECHABLES

60. Lo s env a se s están construid o s d e : a l umin i o , p l ástico , vidr i o , h i er r o col a d o y m ateria l e s cerámicos Al detona r l o s caño n e s ,los envas e s s e des i ntegr a n en pequeño s t r ozo s , mien t r a s que l a energí a desarrol l ad a n o es absorb i d a po r e l soport e d e l o s explosivos SEMIDESECHABLES

61. V EN T A J AS DESVENTAJAS Dispositivos ligeros y flexible. Facilita las operaciones de cañoneo en trabajos de aislamiento y cementación de intervalos. Permite el cañon e o de bajo balance s e g urid a d y con en p o zos m ay o r 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.

62. CAÑONES RECUPERABLES El t ren d e exp l osivo s e s pro t eg i d o o cubierto del entorno del fluido del pozo. P o se e u n tub o d e acer o a prueb a de presiones. La s carga s exp l osiva s s e col o ca n e n el tub o y e n for m a radial co n respecto a s u ej e . El t ub o s e ci e rr a hermétic a ment e , y el deton a nt e e s rodea d o d e a i re a presión atmosférica. RECUPERABLES

63. La detonación causa una p e q u e ñ a ex p a n s i ó n d e l t u bo , el cual puede ser extraído del pozo junto con los residuos ge n erad o s dura n t e e l proc e so . Ex i ste n do s tipo s : Cañones de tapas. Cañones de tubos.

64. V EN T A J AS DESVENTAJAS No de j a n res i duo s e n e l po z o . S o n operacionalment e s e guros , ya que los componentes explosivos están completamente encerrados. Men o res fa l l a s operat i v a s . Pueden hacerse disparos selectivos. Lo s c a ñone s ab s orbe n a l onda expansiva después del disparo proteg i end o e l reve s ti d os No c a u s a n def o rmac i one s d e la tub e ría d e reve s ti m i e nto . a g r and e s y pres i on e s S e puede n operar profundidades relat i v a ment e a l ta s . P o s e e buen a res i s t en c i a quím i c a . S o n má s costoso s qu e l o s otro s ti p os d e c a ñon e s . 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 c o n e s t e c a ñón . ensamblaje, especialmente S u rig i de z l i mi t a l a l o ng i tu d de en c a ñon e s d e gra n d i ámetros .

65. 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.

66. 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.

67. 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.

68. SOBRE BALANCE EXTREMO S e req u i e re qu e e l pozo pe r m an e zca cerr ado y controlado durante las operaciones de cañoneo. A l dispa r ar l o s cañ o n es se ge n era incremento de l a form a ción men o r qu e l a resi s te n cia d e l a roca, producien d o f r a cturas e n la presión en compresiva formación. Requiere taladro para efectuar la operación de cañoneo y posteriormente la bajada del completamiento del pozo.

69. 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.

70. 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.