Tema 7 Well Modeling TCP
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TECNICASDECAONEO
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Tipos de Operaciones de Caoneo
Sobre-balanceada Sub-balanceada
TCP
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.
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Cargas Moldeadas
Componentes
Efecto de la forma de lacarga y alineador
Detonador
Primacord
AlineadorCarcaza
Explosivo
Frente de Onda5Mpsi.Punta del Jet 5Km/sFondo del Jet .35Km/s
Para todo efectoprctico, la perforacines simultnea en todo el can. La perforacin se produce por presin.No hay cambio qumico (fusin) en la roca.El material que antesocupaba el tnel escompactado y empujadohacia la pared del tnelNo hay prdida de masa
Boosters de Transferencia
Al prximo can
Slidos viajando al final del Jet
20 Mpsi
20 Mpsi
20 Mpsi
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Tipos de Explosivo vs. Temperatura de Pozo
Para operaciones de WL se tomaun tiempo de 3 hs.Para TCP se recomienda tomar 100 hs.
HORAS DE EXPOSICION
Carta de estabilidad de explosivos
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Parmetros que afectan la performance
Para aumentar penetracin:Reducir: aAumentar: b, a, d, t, C, D
Para aumentar EH:Reducir: b, t, DAumentar: a
Para aumentar Volumen:Reducir: b, D vs LAumentar: a, d, t
Alta Penetracin (DP)vs.Agujero Grande (BH)
BH DP
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Modelado de Cargas Moldeadas
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Sub Superior
Cordn Detonate
Carrier Tapn de Fondo
Carga
Barra Descartable (EBC)
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VISTA LATERAL
Can Descartable a travs de Tubing (TTEHC)
Cuerpo delCan
CordnDetonante
VISTA SUPERIOR
Cuerpo delCan
Carga
Strip alineador
Scallop
Carga
CordnDetonante
Scallop
3.0
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Cordn Detonante
Can
Carga
Tubo Alineador
Scallop
VISTA SUP.VISTA LAT.
CanScallopTubo
AlineadorCarga
0.8
Can Descartable (EHC)
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Predator DP
33% de incremento promedio en penetracin en toda la lnea, dando como resultado hasta 50% ms potencial de productividad de pozo
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Comparacin de Sistemas
RECUPE- SEMI- DESCAR-
RABLE DESC. TABLE
CONFIABILIDAD
PRES/TEMP
REZAGO
DAO CASING
DISP. SELECTIVO
PERFORMANCE Casing
PERFORMANCE Through Tubing
FLEXIBILIDAD
VERIFICABLE AL SACAR
COSTO
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Efectos del Clearance en lapenetracin y el agujero de entrada
Penetracin
E.H.
Los mximos de las curvas de EH y TTP casi nunca coinciden.En caones con fase 0 se trata de optimizar para TTPo EH
Ejemplo de un can 1 11/16 fase 90en un casing de 7
Posicionadores magnticos ymecnicos son usados para optimizar standoff
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Pruebas Api RP43
Can
Agua
AceroCementocurado28 das
Briquetas
Seccin 1:Prueba en cemento
La posicin del can debeser la misma en la que va a ser usada en el pozo. Especialmente en BH
Determinacin de la eficiencia de flujo en un testigo real del yacimiento antes y despus de punzar.Aprox. 20K$ c/u
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Cargas Moldeadas:Control de Calidad
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Control de EHD y TTP
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Como leer una Hoja Api RP43
La penetracin declarada slo tiene sentido si se refiere al CS de la briqueta. Normalizar dureza de la briqueta a 7000psiNo confundir CS de la briqueta (seca) con la de la formacin a ser usadaLos disparos con igual standoff deben tener EH y TTP dentro de 10%, sino es de esperar inconsistencia en la fabricacinEl posicionamiento debe ser el mismo a ser usado en el pozoAPI slo certifica la presentacin del certificado (No su autenticidad)Para BH y fractura, no tomar en cuenta los disparos con EH < 90% del mayor EH (Menor densidad efectiva)
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Efecto de la dureza de la roca (C.S.) en la penetracin
La penetracin declarada slo tiene sentido si se refiere al CS de la briqueta. Normalizar dureza de la briqueta a 7000psi Una regla usual es 5% cada 1000 psi de CS No confundir CS de la briqueta (seca) con la de la formacin a ser usada. CS seco es 41% mayor La presin de formacin tambin tiene efecto ya que es ms fcil romper una formacin ya tensionadaCSeff = CS - a Po
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Factores que afectan el flujo -Concepto de DaoEn pozo abierto ideal el flujoes gobernado por la ecuacinde DarciProporcional a:k ; h ; DPInversamente proporcional a:m ; ln(R/r)El efecto de la zona daadapuede mostrarse mediante S (Skin o Dao)
En un sistema punzado se agrega el efecto geomtrico del largo, dimetro y espaciamiento de los tnelesSg
Tambin influye la cada de permeabilidad por dao al perforar el pozo y por compactacin en los tnelesSe
Otro parmetro que influye es la convergencia del flujo hacia el pozo y/o tnelesSc
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Suma de daosy penetraciones parciales
Si:kd/k = .4 y kc/k = .3en la zona en que ambos daos existensu efecto es multiplicativo.Alli k = (.3)*(.4)k=.12kPor lo que es muy importante para el flujoel poder llegar con el tnel a la zona virgen
Si no toda la zona es abierta, el efecto en la productividad es proporcional al % dezona abierta
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Otros efectosque afectan la productividad
Puede verse que la densidad dedisparos mejora la productividadpero su efecto es cada vez menor
El agujero de entrada no es importante en flujo natural si es mayor que .3 para lquidos y .1 para gas.
Si es muy importante para control de arena y fracturas hidrulicas
La peor fase es 0 ya que todo el flujo debe rodear el pozo.180 es mejor y 60 , 90 120 an mejor.La diferencia entre 60 , 90 y 120 no es apreciable
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Analoga Elctrica Anlisis Nodal
R form.
R invasin
R tnel
R agujero
R tubulares
Boca de Pozo
Caudal
Po Pcsg Pwh
Si Q = 0 > Pcsg = Po
Po Pcsg
Pwh
Q
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Nomograma de Locke
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Dimetro de Invasin a partir de HDIL
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Comparacin TTEHC 2
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Efecto del Desbalance
El material que formaba el tnel se compacta en sus paredes reduciendo la permeabilidad. Adems los rezagos del alineador tapan parte del tnel.El desbalance genera un flujo violento dela formacin al pozo que limpia la mayora de ambos fenmenos si el DP es suficienteValores corrientes son:kc/k = .3 para DP insuficiente
(balanceado)kc/k = .7 para DP adecuado
(sub-balanceado)
Ejemplo de Kingpara el clculode desbalancemnimo.
DP crece al disminuir k
(DP a -log k)
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Valores comunes para desbalance
K > 100 mD
K < 100 mD
Lquido Gas
1 a 2 Kpsi 2 a 5 Kpsi
.2 a .5 Kpsi 1 a 2 Kpsi
Los valores ptimos deben verificarse empricamente para cada reservorio, no siendo extrapolables
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Criterios de seleccin de caones para TCP
Usar el can ms grande que pueda ser pescado/lavado Scalop no es importante en DP Usar WEM para determinar la mejor productividad A igual productividad, buscar el de mayor SPF para prolongarla vida til de la completacin
Luz Recomendada
Can - Cao Lavador = 1/16
Cao Lavador - Casing = 3/16
Cao Lavador - Casing = 3/8
Can - Cao Lavador = 3/16
M I N I M O
R E C O M E N D A D O
Cao Lavador
Casing
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Desbalance mximo (psi) para evitar pesca por arrastre de cable
Tubing Gun
Casing Gun
Gas
Agua Petr. Liv.> 30 API
Petrleopesado< 20 API
1500 1500 500
2500 2000 1000
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Arrastre de Cable
Perfil de tensingenerado por el arrastre del fludo
T
Si el arrastrelogra cambiar el
sentido de T, elcable sedesplazar haciaarriba pudiendoquedar de pesca
DT = p Cfc c H rf vf2
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Arrastre de Cable
Simulacin:
0
1000
2000
3000
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Delta P
T m
in
Cfc = 0.003
Cfc = 0.006
Cfc = 0.009
Por seguridad tomamos Tmin = 200lbsEn este ejemplo Delta P < 2800 psiEl pozo se supone vertical con el cablesolo rodeado de fluido no compresibleSe debe ajustar empricamente.
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Daos al Casing
Casing no cementado
Casing Cpsula CpsulaGun 20.5 gr 32 gr
Rajaduras Rajaduras
En general podemos decirque los caones de acerono daan el casing y lascapsulas si.Lo que ve el CCL en unpunzado con ristra es slodao a la tubera, no los agujeros.
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Daos al Casing (Cont.)
En casing bien cementados el dao es controlado. Con cemento regular, seproducen roturas con capsulas de ms de 25 gr. Con mal cemento se produce dao con cpsulas de ms de 20 gr.
La dureza del cementotiene una influencia
mnima en la deformacin
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Ejemplo DVRT
Zona Punzadadonde pueden contarselos 13 agujeros por metro (4SPF)
No hay deformacin del casing
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Daos al Casing (Cont.)
EL DAO AL CEMENTO ES MINIMOAUN DISPARANDO EN SUPERFICIECON CAPSULAS
DAO
RE
SIS
TE
NC
IA A
L C
OL
AP
SO
% d
e R
ED
UC
CIO
N
NUMERO DE AGUJEROS DE .5 POR PIE
Efecto del dimetro del EH y fase en la resistencia del casing
Fase 0 a 12 spf reduce 35%Fase > 0 a 12 spf queda entolerancia API
Caones de SBH (>1) y alta densidad decrecen la resistencia del casing en menos de 20-25%
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Factores que afectan la eficiencia del Caoneo
1 1 12 43 3 24 2 1
FlujoNatural
ControlArena Fractura
Densidad efectiva
Penetracin
Fase
Dim. Entrada
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Factores importantes para lograr una alta Densidad de
Disparo Efectiva
Caonear en desbalance Nivel ptimo de Delta-P Fluir las perforaciones
brevemente luego de caonear
Caonear zonas de baja permeabilidad primero y descomprimir el pozo para las carreras subsecuentes en casos de varias corridas (Evitar balance)
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Empaque por Grava (BH - SBH)
La grava tiene k>20 Darcspor lo tanto la caida de presin en la parte engravadade la formacin y entre el casing y el filtro es despreciable frente a la caidaen el tnel (Cemento - Casing)
En este caso, se trata de mantenercondiciones de flujo linealpara minimizar la caida de presin por turbulencia.La idea es minimizar la velocidaddel fluido para evitar el arrastrede finos que tapara el tnel.
Aplicando ley de Darci a un tubo: DP = Q m Lk A
Dado que m , k y L son fijas, para minimizar DP debemos aumentar A (usar cargas de BH o SBH) y minimizar Q (Usar caones de alta densidad 12-15 spf)El Q que queremos minimizar es el Q por agujero. La prctica recomienda DP < 200 psi. Tener en cuenta que A crece con el cuadrado de EH entonces un agujero deEH=.7 tiene aproximadamente la mitad de Area que un agujero de EH=1Es por eso que usamos SBH (1) siempre que sea posible en lugar de BH (.5-.7).El Jumbo Jet de 4.5 - 15spf - .96 tiene ms Area abierta por pie que el SWS4.5 - 21 spf - .7.Al recomendar un can, tener siempre en cuenta el Area abierta por pie de casing ms que el EH o la densidad en forma aislada.
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Empaque por Grava (BH - SBH)
Para mantener una caida depresin < 200 psi un agujero de .42 (DP) slo admite 10 bpdEH= .6-.8 (BH) aumenta elcaudal a 35-70 bpd
Al inyectar la grava, esta ir porel camino de menor resistencia.Un operador considera que todoagujero menor en EH qu el 80%del EH ms grande, no serengravado y por lo tanto sederrumbar, no contribuyendoal flujo. Esta sobrecarga deflujo en los dems agujerospuede hacer fallar a estos ytapar toda la zona. Por eso esimportante simular los disparosy posicionar el can de ser necesario para asegurar la similitud de EHs
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4-5/8 Jumbo Jet SBH
Especificaciones
Dimetro de Entrada (EH) - 0.96
Penetracin Total (TTP) - 5.8
Densidad de Disparo - 15 spf
Fase - 135/45
Area de Flujo /ft de Csg. - 10.6 in.2
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Caoneo para FracturaEl concepto es similar al punzado para control de arena, excepto que ahora el flujo es hacia la formacin. Debemos mantener la caida de presin por debajo 100 psi para evitar arenamientos. La fractura se crear en un plano preferencial. Si los agujeros estn a ms de 30 del plano, se generar una prdida de carga por tortousidad del flujo. Por otro lado, los agujeros deben ser de similar EH para que la caida sea similar en cada agujero.
Cuando se abren en la misma operacin zonas de distinta dureza, se suele aplicar el concepto de entrada limitada. La idea es abrir pocos agujeros en las zonas ms blandas y ms en las zonas duras, para que la caida de presin en los agujeros compense la diferencia de dureza y la fractura se extienda por igual en ambas zonas.
DIRECCION PREFERENCIAL de FRACTURA
CAMINO del FLUJO
ZONADURA
ZONABLANDA
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Bala vs Jet
Bala Jet
Bala
La bala da un agujero mucho ms suave creando menor prdida por turbulencia y mejor sello para ball-off
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Para mantener una cada de presin baja es recomendable el uso de caones de BH. A veces se usan caones cargados con BH y DP. Las cargas DP permiten evaluar el fluido de la zona, en tanto que los BH minimizan la caida de presin en caso de que se decida fracturar.
Caoneo para Fractura
Los agujeros sufren erosin por el paso de la arena a medida que avanza la fractura. Es por eso que la caida de presin en la perforacin disminuye con el tiempo.Este fenmeno puede usarse para inspeccionar los agujeros con una video cmara para distinguir los que tomaron de los que no lo hicieron.
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TIEMPO de BOMBEO
ALTA FRICCION CERCANA AL POZO PUEDE CAUSAR ARENAMIENTO
FRICCION TOTAL
FRICCION TOTAL
TORTOUSIDADDP a DQ!
AGUJ EROSDP a DQ2
TORTOUSIDADDP a DQ!
AGUJ EROS DP a DQ2
TIEMPO
TIEMPO
CAUDAL
CAUDAL
CA
UD
AL
P
RE
SIO
N D
E F
ON
DO
CA
UD
AL
PR
ES
ION
DE
FO
ND
O
ALTA FRICCION EN LAS PERFORACIONES SOLO UNOS POCOS AGUJEROS ESTAN TOMANDO FLUIDO
FR
ICC
ION
DE
AD
MIS
ION
FR
ICC
ION
DE
AD
MIS
ION
Caoneo para FracturaPrueba Escaln (Step Test)
TORTUOSIDAD; Orientar caones - Usar fase 60 gradosFRICCION EN AGUJEROS: Usar BH y/o alta desnidad
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Factores que afectan la eficiencia del Caoneo
1 1 12 43 3 24 2 1
FlujoNatural
ControlArena Fractura
Densidad efectiva
Penetracin
Fase
Dim. Entrada
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Proteje contra disparos accidentales debidos a fugas elctricas o descargas de esttica
Sin explosivos primarios No interrumpe operaciones normales
del rig / plataforma
Guardian
1295GUARD15
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Detonador Convencional
Contiene explosivo primario (azide de plomo)
Puede ser disparado con slo 0.5A por 50 ms @ 0.3-28V
No requiere circuito especial Sensible a RF, prdidas elctricas,
corrientes de soldadura, proteccin catdica, impacto
Filamento inicia el explosivo por calor
0195GUARD5B
Filamento
Azide de Plomo
RDX HMX
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Detonador Guardian
No contiene explosivo primario Necesita 800A @ 1000A/useg para
iniciar Requiere electrnica especial en
fondo para disparar Inmune a RF, prdidas elctricas,
corrientes de soldadura, proteccin catdica; insensible a impacto
Explosivo iniciado por violenta liberacin de energa del alambre explosivo0195GUARD5A
AlambreExplosivo
RDX Baja densidadRDX
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TECNICASDEPUNZADO