Gas Migration ESPAÑOL
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CONTROL DE LA MIGRACION DE GAS
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Rutas y Causas de la Migracion Canales
– Falla de remocion efectiva del lodo – Agua libre
Perdida de la Hidrostatica o Hidrostatica insuficiente– Gelificacion – Encogimiento– Perdida de Filtrado
Perdida del sello entre cemento y formacion– Deshidratacion de la torta de filtrado– Encogimiento– Esfuerzos de fondo de pozo
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Remocion insuficiente del lodo
Canal de Lodo
Torta de filtrado del
lodo
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Agua Libre
Canal de agua libre
Zona de Gas
Cemento
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Presion Hidrostatica Insuficiente
7 Gas Migration
Integridad del Cemento
8 Gas Migration
Hid
rosta
tica
Tiempo
Presion de Formacion
Despues de este punto gas puede migrar
Presion Hidrostatica vs. Hidratacion
Fluido Cemento Pastoso No-bombeable
Cemento fraguadoBaja R.C.
Cemento duro Alta C.S.
Alta porosidad
Periodo durmiente
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Encogimiento
42% cemento42% cemento
58% Agua58% Agua
100% Lechada100% Lechada
75% sólidos
20% microporosidad
4 a 6% encogimiento
75% sólidos
20% microporosidad
4 a 6% encogimiento
Contraccion Quimica: 4-6% (volumen)
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Perdida de Fluido/Filtrado
Dinamico– Aumento de la reologia– Cambio de otras propiedades
Estatico– Perdida de sobre-balance– Puenteo– Aceleracion de la hidratacion
Recomendacion: < 50 mL/30 min
Perdida de fluido significa una reduccion de la presion de poro del cemento
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Perdida de Filtrado
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Falla en las interfases Alteraciones durante el fraguado del cemento
– Movimientos – Presion en el tapon
Encogimiento del Casing durante completacion – Reduccion de la densidad del fluido– Cambios de temperatura
Presurizacion del casing– Forzamientos de alta presion – Estimulacion
Actividades de reparacion/’workover’– Fluidos a menor temperatura y mas livianos
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Microanillo GAS FLUYE A TRAVES DE MICROANILLOS 90% de los pozos sufren de microanillos Se manifesta como presion en el anular La presion se puede aliviar y se acumula de nuevo Puede manifestarse dias o meses despues de la
cementacion Gas migra por cualquier canal entre 5 and 25 m Cambios de diametro de 0.001” son suficientes
para el flujo de GAS.
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Expansion de la tuberia0.1
Ex
pa
ns
ión
(p
ulg
ad
as
)
0.01
0.001
0.0001
10 3/4” - 45.5 lb8 5/8”. - 32 lb
7” - 23 lb5 1/2” - 17 lb4 1/2” - 11.6 lb
5 1/2” - 23 lb
2 7/8” - 6.4 lb
Gas puede pasarGas puede pasar
100 1000 10,000
Presión (psi)
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Rutas de migracion a traves de la Lechada
Proceso del flujo de Gas – Burbujas discretas – Porciones elongadas (Union de burbujas) – Hongo en elevacion – Percolacion
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Proceso del Flujo de Gas
Flujo de BurbujasFlujo de BurbujasFlujo de InterfaseFlujo de Interfase Flujo de porcionelongada
Flujo de porcionelongada
Hongo en elevacionHongo en elevacion
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Consecuencias de la Migracion de Gas
Falla de aislacion– Perdida de Produccion – Estimulacion fuera de la zona– Contaminacion de formaciones vecinas– Sobre-presurizacion de formaciones debiles
Dano ambiental– Acuiferos– Superficie
Reventon– Perdida de Produccion – Peligro a personal– Equipo perdido o danado
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“PREVENIR ES MEJOR QUE CURAR”
Consecuencias (Cont.)
Reparaciones requeridas (Seguridad y regulaciones)– Equipo de pozo danado– Forzamientos– Corrosion de tuberia– Eficiencia no garantizada
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Formaciones debiles sobre-presurizadas
Zona de Gas
Zona de baja presion
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Migracion de Gas
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Migracion de Gas
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Percolacion
Burbujas de gas invaden la lechada a traves de su microporosidad y fluyen a traves de la porosidad de la estructura de gel sin modificarla
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Cement Hydration Analyzer (Analizador de la Hidratacion
del Cemento)PT
Q - agua
P - gas/agua
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Metodos de Prevencion
Mejora de la colocacion del cemento - Wellclean Metodos fisicos Optimizacion de la Lechada RAS RFC Lechadas con bajo esfuerzo de gel Tecnicas especiales GASBLOK
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Metodos Fisicos
Presion anular Etapas Multiples Columna de cemento reducida ECP / CFP Sellos de casing Incremento de la densidad del lodo
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ECP & CFP
Inflation of ECP Inflation of CFP
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Prevencion de la migracion (1)
AISLACION DE ZONA COMPLETA Y PERMANENTE
Remover el lodo– Centralizacion– Acondicionamiento– Movimiento de la tuberia– Regimenes de desplazamiento / caudal– Lavadores/Espaciadores
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Prevencion de la Migracion (2)
Retardar la entrada de gas– Presion anular – Incremento de la densidad– Reducir la columna de cemento– Cementacion en etapas– Sandwich squeeze
Impedir su propagacion– Optimizacion de la lechada– Packers– Anillos de casing
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Diseno de la Lechada
Cementos compresibles Cementos tixotropicos RAS Cementos surfactantes Cementos expansivos Cementos impermeables Cementos con microsilica
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Lechadas Compresibles Concepto
– Mantener el sobre-balance Metodos
– Generacion de Gas Seguridad segun el tipo de gas Control de la generacion Desequilibrio
– Cemento Espumado (Foamed Cement) Logistica y recursos adicionales Complejidad
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Lechadas TixotropicasConcepto
– El esfuerzo de gel mantiene unidas fuertement las particulas antes de que el cemento frague, el gas no tiene posibilidad de migrar formando canales macroscopicos
– Debe formar esfuerzos de gel de 500 lb/100 ft2 para impedir que el gas percole
Metodos– Formacion de Ettringita secundaria
Sulfato calcico hemihidratado D53 Aluminum sulfate D111 Viscosificantes
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RAS
Concepto– La lechada fragua rapidamente, no hay
tiempo para que el gas invada, se reduce el periodo de transicion
Metodos– Aceleracion de la kinetica de hidratacion– Dificil de alcanzar < 250oF (120oC)– No se observan gelificaciones prematuras– Combinacion de cementos/yeso a bajas
temperaturas
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RASB
c U
nit
s
50
100
Tiempo
RAS
Lechada Gelificada
0
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Cementos Surfactantes
Concepto– Formacion de una espuma estable en la
lechada si el gas entra en el anular – Se impide la migracion/flujo de gas
adicional Metodos
– Generacion de espuma Agente espumante (F78, F52.1) anadido al
cemento
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Lechadas Expansivas
Concepto– Expansion volumetrica del cemento cierra los
canales de gas y mejora el sello entre las interfaces
Metodos– Crecimiento de Cristales
Incrementando el sulfato calcico La expansion ocurre luego de que la migracion
de gas empieza, se requiere control de la expansion
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Lechadas Impermeables
Concepto– Otorgar propiedades de impermeabilidad al gas a
la lechada durante la transicion de liquido a solido.
Metodos– Reducir la porosidad de la lechada
Latex Micromax
– Reducir la caida de la presion de poro Menor reduccion de volumen
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Cementos con Microsilica
Concepto– Las particulas extremadamente pequenas de
microsilica aparentemente empacan los espacios entre las particulas de cemento mas grandes, creando un bloqueo, el cual puede evitar la mobilizacion del agua por el gas
Metodos– Reducen la permeabilidad al gas
Microsilica D154/D155
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Sistema GASBLOK
Concepto– Peliculas de Latex coalescen formando una
pelicula mientras el espacio entre poros se deshidrata
– La pelicula de latex es impermeable al gas Metodos
– La pelicula de particulas de Latex coalescen y cohesionan los granos de cemento parcialmente hidratados, volviendo impermeable de esta manera a la matriz
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GASBLOK - Propiedades Lechada
– Reologia– Control de filtrado– Estabilidad
Propiedades de transicion– Permeabilidad– Esfuerzo de gel
Propiedades una vez fraguada– Esfuerzo de compresion– Adherencia– Permeabilidad– Elasticidad
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Optimizacion de la Lechada
Agua libre Control de Filtrado Control de Gelificacion TT Reacciones de hidratacion Densidad (sobre-balance) Propiedades Especiales
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Tecnica Especial
Fast setting Slurry or
R.A.S
Gas Zone
Low Filtrate Slurry