Produccion i

5/28/2018 Produccion i

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UDABOLSANTA CRUZIngeniera en Gas y Petrleo

PRODUCCION I

BALEOS EN POZOS

PETROLEROS

Realizado por: Chavarria Gareca HerikCuellar Miglino Graciela

2014


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Una de las operaciones ms importantes

durante la terminacin de un pozopetrolero es la de baleo o disparos deproduccin, pues la produccin de

hidrocarburos depende en gran parte desu diseo y ejecucin.


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Este trabajo presenta una metodologapara seleccionar el sistema de baleos

ms adecuado en una terminacin, lacual considera los parmetros masimportantes que determinan una mejorcomunicacin entre el yacimiento y elpozo.


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INTRODUCCION

La culminacin de los trabajos en un pozo

para obtener produccin de hidrocarburoses la operacin de baleos o disparos, lacual consiste en perforar la caera de

revestimiento, cemento y formacin paraestablecer comunicacin entre el pozo ylos fluidos del yacimiento.


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La correcta seleccin del sistema debaleo es de importancia

relevante ya que de esto dependerla productividad del pozo y ladisminucin de intervencionesadicionales que implican altoscostos.


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TIPO DE CARGAS

Cargas explosivas o balas

En un principio los baleos se realizaban con balas yaun hoy se siguen utilizando caones con balas enformaciones blandas.


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Consideramos una carga cilndrica de

explosivos de alto poder que esdetonado en un extremo, v. Se generauna onda de choque expansiva queavanza y se desarrolla axialmente a lolargo de la carga hacia el otro extremo.


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Factores que afectan la performance delexplosivo: Entre losdiversos factores estn:

1. Las presiones de detonacin y reaccionesqumicas asociadas

con la explosin.


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2. La temperatura, densidad de masa,dimetro, tamao departculas y grado de confinamientodel explosivo.

3. La estructura molecular. Pesomolecular y forma cristalina delexplosivo.


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La temperatura afecta la estabilidad ysensibilidad de un explosivo.

Cuando la temperatura aumenta, se suministracalor al explosivo,necesitndose menos energa adicional para

iniciar o mantener las reacciones qumicasinvolucradas en la descomposicin ydetonacin.


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Por tanto, por el incremento detemperatura, la sensibilidadaumenta mientras que laestabilidad disminuye.


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Cargas moldeadas

El componente principal de un canon parabaleo es la carga. La carga utiliza unexplosivo secundario de alto poder para

propulsar una corriente o jet de partculasmetlicas de alta velocidad, que penetran elcasing, cemento y la formacion


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A pesar que las cargas jet llamadas

tambin para baleo, son de aparienciasimple, verdaderos dispositivos deprecisin y deben estar

cuidadosamente diseados y fabricadospara asegurar la obtencion de lascaractersticas deseadas en el baleo.


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Las cargas para baleo son cargasmoldeadas y revestidas sobre el

explosivo, se moldea una cavidad y sereviste con un materialMetlico. Los componentes de las

cargas moldeadas encapsuladas son:


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La cpsula de la carga, es la carcaza o

receptculo donde se alojan otroscomponentes. Diseadas para soportaraltas temperaturas y presiones, las mismasestn protegidas por el carrier de las

condiciones propias del pozo


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La camisa, recubre la masa necesaria

para que el jet penetre el casing, elcemento y la formacin. La presinejercida sobre la camisa al momento de

detonar el explosivo principal causa elcolapso de la misma y forma el jet.


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El explosivo principal, es el que suministra la

energa necesaria para producir el jet. Lamasa, la distribucin y lavelocidad de detonacin del explosivo

principal afectan directamente a laperformance de la carga


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El fulminante, o impulsor esta

compuesto de una pequeacantidad de explosivo que esmas sensible que el explosivoprincipal.


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Perforadores jet para propositos especiales:

1.Caon con disparos selectivados.

2. Casquillo de Titanio por fuera para conosbimetlicos causan una retardacin y aumentosecundario de presin en la perforacin.

3. Cortina de chorro para el control de arena.


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4. Perforador para penetrar solamente portubera. La tubera,debe ser centralizada paraprevenir dao al casing.

5. El cortador tipo jet para tubing o casing,tambin se encuentra en tamaos para

dimetros grandes.

6. Perforadores para agujero abierto, para

danos primariamente penetrados.


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El perforador de chorro a vacio es

diseado para limpiar afuera de lasperforaciones con una diferencial depresin alta dentro del can

transportador inmediatamente despusdel baleo.


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EXPLOSIVOS

Las cargas para perforar la caera

dependen de los explosivos paragenerar la energa necesaria y tener unapenetracin efectiva del casing,

cemento y formacin. Por esto, eldesempeo de la carga est relacionadodirectamente con el desempeo delexplosivo.


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Tipos y caracterstica

Los explosivos de acuerdo a su velocidad dereaccion puedenclasificarse en ALTOS y BAJOS.


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Explosivos Bajos Explosivos Altos

Velocidad de reaccin 3301500m/s.

Sensibles al calor (iniciados porflama o chispa).

Velocidad de reaccion 1500m/s.

Iniciados por calor o percusion.


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Sensitivilidad

La sensitividad es una medida de la energamnima, presin opotencia requerida para iniciar un explosivo y

nos refleja la facilidad con la que puedeiniciarse:


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Sensitividad al impacto : Es la altura mnima de lacual puede dejarse caer un peso sobre el explosivopara que detone.

Sensitividad a la chispa : Es la cantidad de energaque debe tener una chispa para detonar un explosivo.


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Estabilidad

La estabilidad se refiere a la habilidad de unexplosivo para perdurar por largos periodosde tiempo o para soportar altastemperaturas sin descomponerse.


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Los explosivos usados en los disparosdeben tener una alta

estabilidad para que puedan seralmacenados por un tiemporazonable y que puedan operarefectivamente despus de exponersea las temperaturas del pozo.


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La grafica de la Figura 1 ilustra la estabilidad de

algunos explosivos en funcin de la temperatura yel tiempo.


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TECNICAS DE BALEOS

PERFORACION CON BALAS DE ACERO(BULLET PERFORATING)

La velocidad de las balas al salir del canonen el fondo del pozo es de 3000 pies por

segundo. En formaciones normales lapenetracin de estas balas es profunda


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. El tipo Standard se lo baja en caones

de 3 1/8 a 4de dimetro externo y lasbalas pueden tener dimetros de de 2 a1 5/8, la bala es disparada desde un

canon posicionado verticalmente conuna direccin horizontal hacia lacaera y formacin rocosa.


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PERFORACION CON PARTICULAS METALICASMOVIDAS CON CHORRO DE ENERGIA

(PERFORATING JET)El proceso consiste en que en el interior del caondisparador, se activa elctricamente una carga deprimacord (cable explosivo) que enciende una

gran carga explosiva que enva un chorro de altaenerga con finas partculas metlicas a granvelocidad (30 000 pies / segundo )


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FACTORES QUE AFECTAN LA PRODUCTIVIDAD

DE UN POZO

El ndice de productividad nos permite evaluarla potencialidad de un pozo y estrepresentado matemticamente por:


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El ndice de productividad de unazona puede ser difcil dedeterminar, por lo tanto el efecto

del diseo del sistema de disparocomo son la penetracin, fase,densidad, dimetro del agujero,

dao del lodo, etc., pueden serevaluados usando la Relacin deproductividad:


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Los principales factores que afectan la productividad dpozoson:Factores geomtricos del baleo.

Presin diferencial al momento del baleo.

Tipo de caones y cargas.


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Dao generado por el baleo.

Dao causado por el fluido de laperforacin.

Dao causado por el fluido de laterminacin.


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Como se puede observar, los cuatro primeros

factores que afectan la productividad puedenser manipulados durante el diseo del baleo.


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Factores Geomtrico de baleo

La geometria de los agujeros hechos por las cargasexplosivas en la formacion influyen en la Relacionde Productividad del pozo y esta definida por losFactores Geometricos. Estos determinan laeficiencia del flujo en un pozo baleado y son:


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d) Mtodo de curvatura mnima

Presupone que el pozo es un arco esfricocon mnimo de curvatura: enotras palabras, que hay mximo radio de

curvatura entre puntos o estaciones deobservacin. Aunque este mtodo tambincomprende muchos clculos

complejos que requieren computadoraprogramable, es el de mejor justificacinterica y por consiguiente el ms aplicable acasi cualquier pozo.


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Penetracin.Densidad de cargas por metro.Fase angular entre perforaciones.Dimetro del agujero (del baleo).


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Otros factores geomtricos que pueden serimportantes en casos

especiales son:Penetracin parcial, desviacin del pozo,echados de la formacin y radio de

drenaje.


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Presin diferencial al momento del disparoEl modo en que el pozo es terminado ejerce una gran

influencia en su productividad.Existen dos tcnicas que pueden aplicarse durante laejecucin de los disparos:

1.Sobrebalance: Phidrostatica < Pformacion2.Bajobalance: Phidrostatica >Pformacion


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El objetivo de una terminacinsobre-balanceada es fracturar la

formacin al momento del baleo,sin embargo si la presin no esaalcanzada despus del disparo y

antes de que fluya el pozo, seforman tapones con los residuos delas cargas.


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Debido a lo antes mencionado, para calcular lapresin diferencial a establecer durante el baleo se

debern considerar los factoressiguientes:Grado de consolidacin de la formacin.Permeabilidad de la formacin.


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Fluido en los poros.Presin de colapso en las tuberas y equipo.

Grado de invasin del fluido de perforacin.Tipo de cemento


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La magnitud de la presin diferencial negativa

depender bsicamente de dos factores:La permeabilidad de la formacion.El tipo de fluido.


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Tipo de caones y cargas:

Un sistema de disparo consiste de una coleccin decargas explosivas, cordon detonante, estopin yportacartas. Esta es una cadena explosiva quecontiene una serie de componentes de tamanoysensitividad diferente y puede ser bajado con cabley/o con tuberia.


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Caones bajados con cableEl sistema de Disparo Bajado con Cable (DCB)

puede usarse antes de introducir la tuberia deproduccion, o despues de introducir la TP.


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La ventaja de efectuar el disparo previo a labajada de la sarta de produccin es que sepueden emplear caones de dimetro masgrande, generando un baleo mas profundo.


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Los componentes explosivos son montadosen un portacargas el cual puede ser untubo, una lamina o un alambre. Los

caones seclasifican en:


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Recuperables (no expuestas)Semidesechables (expuestas)

Desechables (expuestas)


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Caones bajados con tuberaEn el sistema de Disparo Bajado con Tuberia(DBT), en ingles TCP, el caon es bajado al

intervalo de interes con tuberia de trabajo. Adiferencia de los canones bajados con cable, eneste sistema solo se utilizan portacargas

entubados, ademas la operacion de disparospuede ser efectuada en una sola corrida, lo cualfavorece la tcnica de disparos bajo balance.


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Dao generado por el disparoEl proceso de baleo de formacionespermeables y porosas con las

cargas moldeadas crea una pelculaque seopone al flujo en el agujero. El jet penetra laformacin a alta velocidad, desplazandoradialmente el material de formacin,crendose una zona compactada alrededor delagujero y reduciendo la permeabilidad original


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Dao generado por el fluido de la perforacinDurante el proceso de perforacin del pozo secausa un dao a la formacin debido al lodo de

perforacin. Este dao se asocia al taponamientode los poros alrededor del pozo.


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Existe la tendencia de usar lodos que cumplan conel propsito inmediato de perforar segura y

econmicamente un pozo, pero no siempre sepiensa en los efectos del fluido sobre laproductividad del pozo.


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Dao causado por el fluido de la terminacinEl fluido de terminacin es de primordial

importancia para obtener ptimos resultados.Si existe algn material extrao en el fluido,puede ser empujado dentro de la perforacion

por el jet o un pequeo taponamiento seria elresultado.


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Eldao del pozo, las perforaciones de las cargas,penetracin parcial y la desviacin provocan uncambio en la geometra radial

del flujo que afecta la productividad del pozo. Elefecto combinado de estos factores sedenomina Efecto Peculiary genera una

cada de presion que afecta la produccin delyacimiento.


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Metodologa de seleccinPlaneacin.Informacin necesaria para el diseo del disparo.Seleccin del sistema optimo.


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Planeamiento: Frecuentementecuando se piensa en balear un pozo

solo se presta atencin al canon. Sinembargo, para obtener el resultadoms eficiente del disparo, se requieredel diseo y aplicacin de un programacompleto de baleo.


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En generalA mayor resistencia a la cadencia menordimetro de agujero.

A mayor resistencia compresiva y densidad delos materiales menor penetracin.El esfuerzo efectivo (presin de sobrecargamenos la presin de poro) tambin afecta la

penetracin.


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Al planear un trabajo de baleos de caeria-formacion se debe considerar:

1. El mtodo de terminacin.2. Las caractersticas de la formacin.3. Las tuberas y accesorios del pozo.

4. Las condiciones esperadas del pozo durante elbaleo.


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Una vez recabada esta informacin, sedeber escoger dentro de

una gran variedad de sistemas de disparoy tcnicas disponiblespara seleccionar el mejor sistema para el

caso en particular.


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Informacin necesaria para el diseo del disparo


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Los siguientes datos debern ser considerados para obuen diseo de disparos:

Datos de la formacin:Litologa.Permeabilidad.

Porosidad.Densidad.Intervalo a balear.


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Fluidos esperados y presiones:

Petrleo, gas, H2S, etc.Presin de formacin, sobrecarga de poro,resistencia compresiva.


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Condiciones del pozo:

Desviaciones.

Lodo de perforacin.Dimetro de trepano.

Temperatura de fondo.


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Estado Mecnico:

Tuberas de revestimiento.

Cementacin.

Datos de la sarta de tubera.

Mtodo de Terminacin:

Natural.

Control de arena.Estimulacin/Fracturamiento.


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Seleccin del sistema ptimoA continuacin se propone un procedimiento parala seleccin del sistema de baleo en base a lascaractersticas del pozo y sus accesorios tubulares.El procedimiento puede ser dividido en

cuatro etapas:


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I. Seleccin del dimetro mximo del canon y el tipo

de sistema(Recuperable entubado, desechable osemidesechable).II. Jerarquizacin de los factores geomtricos del

canon.


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III. Determinacin de los factores

geomtricos en funcin de laProductividad.IV. Determinacin de la presin

diferencial previa al disparo.


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SOFTWARE DE DISEO:

Para disear las terminaciones con

baleos se pueden usar programastales como el WEM (WellEvaluation Model) a travs del cual

es posible calcular el desempeode las cargas en el fondo, clculosdel flujo


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SEGURIDAD EN EL POZO

Para efectuar un trabajo de baleo en el

pozo, hay que verificar que en el pozo

tenga el sistema de seguridad o BOP,

adems el pozo debe estar lleno defluido de terminacin, para controlar lapresin de yacimiento que pueda

manifestarse de inmediato en boca depozo, para evitar o prevenir cualquier

descontrol probable.


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SEGURIDAD EN LA LOCACIONLa seguridad es un aspecto

extremadamente importante en

operaciones de baleos. Se han consideradocon el diseo y fabricacin de los equipos debaleo todos los factores de seguridad

posible, a fin de que el manipuleo de losexplosivos en el campo sea una operacinsegura.


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VISTA EN SUPERFICIE DEL ARMADO DE CARGAS EN UN CAONESQUEMA DE LA PENETRACION DE UN BALEO EN EL POZO


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ESQUEMA DE LA DISTRIBUCION DE BALEO EN UN

POZO HORIZONTAL


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ESQUEMA DE LA PENETRACION DE BALEOS

EFECTUADOS EN LA ARENA PRODUCTORA


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