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CONTROLDEARENAFUNDAMENTOSBASICOS
CONTROL DE ARENA EN POZOS PETROLEROS
Arena deEmpaque
Arena deFormacin
Rejilla de Empaque
Control de arena mtodo Qumico
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Tecnologade Control de Arena
Arena deFormacinArena de
Empaque
Rejilla de Empaque
Tecnologia de control de ArenaContenido
1 Introduccin
2.- Efectos de la produccin de arena
3 Tipos de arenas no consolidadas
4 Influencia de las arcillas y lutitas
5 Causas de la Produccin de arena
6 Mecanismos de control de arena
7 Mtodos de control de arena
8 Tcnicas de control de arena
9 Empaques con grava
10 Tipos de empaque con grava
11 Consolidacin de arena
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Tecnologia de Control de Arena
Objetivos
Proporcionar a los participantes los conocimientos de las diferentes causas que
ocasionan la Produccin de arena durante la vida productiva del pozo, los mtodos de control
aplicando las experiencias desarrolladas y las nuevas tecnologas compartidas con las empresas de servicios con el proposito de producir el pozo
en forma eficiente
ORIENTE
SUR
OCCIDENTE
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UBICACIN GEOGRAFICA
N
CARACASCARACAS
FAJA PETROLIFERA DEL ORINOCO
HAMACA
VENEZUELA
RIO ORINOCO
EDADUNIDAD
ESTRATIGRAFICA
S
TERCI
ARIO
CRETCEO
BASAMENTO
RIO NEGRO
APN
LISURE
MARACA
LA LUNA
SOCUY
MITO JUAN / COLN
ARENAS C
ARENAS B
PAUJ
LA ROSA
LAGUNILLAS
GRUPO
COGOLLO
MISOA
. .. .
. .. .
. .. .
. .. .
. .. .
. .. .
. .. .
. .
. .. .
. .. .
... .
. .. .
. .. .
. .. .
... .
. .. .
+
++
+
++
+
++
+
++
GUASARECOLUMNA GEOLGICA DE OCCIDENTE
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MESAMESA
FREITESFREITES
OFICINAOFICINA
MERECUREMERECURE
LAS PIEDRASLAS PIEDRAS
PLIESTOCENO
PLIOCENO
MIOCENOMEDIO
MIOCENOINFERIOR
OLIGOCENO
COLUMNA GEOLGICA ORIENTE
PROF. ARENAS PROD.
ESPESOR DE ARENAS PROD.
PRESION DE FONDO
TEMPERATURA DE FONDO
PERMEABILIDAD
GRAVEDAD DEL CRUDO
VISCOSIDAD DEL CRUDO
3000-3500 PIES
100 - 170 PIES
900 LPPC
130 F
12.0 D
9.0 API
500 CPS
Necesidad de manejo de slidos provenientes de la
formacin.
Mtodos, prcticas y procedimientos que conducen a
minimizar la produccin de
arena que aporta el yacimiento al
pozo.
Para evitar:
Abrasin del equipo en subsuelo y superficie
Prdidas en la productividad del
pozo.
Sistemas de Control de Arena
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Daos en los equipos decompletacin yproduccin en superficie.
EFECTOS DE LA PRODUCCION DE
ARENA
Perdida deproduccindel pozo.
Produccindiferida.
Altos costos demantenimiento.
Manejo de slidosen superficie.
COMPRESIN
ESTACIN DE FLUJO
CABEZAL DEL
POZO
POZOINYECTOR
VAPOREMBARQUE
COMPRESINPLANTA DE
ESTACIN DE FLUJO
LNEAS DE
FLUJO
DESHIDRATACIN / ALMACENAMIENTO
100000 Bls
100000 Bbl.
GAS AVENTAS
PROCESAMIENTO
POZO
ACUMULACIN EN LOS EQUIPOS DE SUPERFICIE
Alta Produccin
Lneas de prod
Separadores Tanques de almacenamiento
Bombas 1. LIMPIEZAS
2. PRODUCCIN
DIFERIDA
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ACUMULACIN EN LOS EQUIPOS DE FONDO
Baja Produccin
Taponamiento total parcial delas perforaciones
Daos en la Complet1. LIMPIEZAS
2. PRODUCCIN
DIFERIDA
REJILLA EROSIONADA
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Completacin Sencilla
Revestida y Empacada
Procedimentos
ESQUEMA MECNICO
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ZONA PRODUCTORA
Completacin a Hueco
Abierto y Empacada
BACHAQUERO
ESQUEMA MECNICO
COLAPSO DE LA FORMACIN
DAOS ALREDEDOR DEL POZO
LARGOS PERIODOS DE TIEMPO.
VACO DETRS DEL REVESTIDOR.
VOLMENES DE ARENA.
DISMINUCIN DE LA PRODUCCIN.
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CementoRevestimiento
Arena de empaque con gravaRejilla
FlujoLineal
FlujoRadial
CementoRevestimiento
Arena de empaque con gravaRejilla
FlujoLineal
FlujoRadial
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CAUSAS DE LA PRODUCCION DE ARENA
Disminucin de la presin de poro.
Tasa de produccin.
Produccin de agua.
Viscosidad del fluido producido.
Grado de consolidacin.
(% A
yS
)
Ta
sa
(B
PP
D)
Agua
Tiempo
Petrleo
% AyS
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Tecnologia de Control de Arena
Tipos de arenas no consolidadas
Arenas movedizas
Este tipo de formacin no existe material cementante que mantenga los granos de arena unidos entre si y son fcilmente
removidos durante la produccin del pozo
Tecnologia de Control de Arena
Tipos de arenas no consolidadas
Arenas no consolidadas con dbil Cementacin
Este tipo de formacin los granos de arena estn en contacto uno con el otro, pero el material
cementante los mantiene unidos muy dbilmente.
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Tecnologia de Control de Arena
Tipos de arenas no consolidadas
Arenas cuasi-competentes
Este tipo de formacin los granos de arena estn generalmente muy bien consolidadas, pero no con
suficiente firmeza para soportar las fuerzas ejercidas por los fluidos producidos.
Tecnologia de Control de Arena
Influencia de las arcillas y lutitasArcillas
La mayoria de las formaciones productoras de hidrocarburo
contienen ciertos porcentajes de arcillas que son alteradas por
la presencia de agua ocasionando daos a la formacin y
taponamiento de los empaques. El control de arena se mejora
utilizando estabilizadores de arcillas unos 5 pies de la cara del
pozo y luego empacar.
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Tecnologia de Control de Arena
Influencia de las arcillas y lutitasLutitas
Son formaciones a base de arcilla que pueden estar como betas
intercaladas dentro de la formacin productora que son sensibles
al agua y pueden hincharse durante el proceso de produccin
soltando partculas finas que pueden taponar y daar la
permeabilidad de la arena y empaque. Es recomendable tratarlas
con estabilizador de arcillas .
Tecnologia de Control de Arena
Causas de la Produccin de arenaFuerzas de arrastre ocasionada por los fluidos
producidos
Reduccin de la resistencia de la formacin debido a la disolucin del material cementante
Disminucin de la presin del yacimiento durante la explotacin
Altas tasas de flujo y cambios de tasa
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Tecnologia de Control de Arena
La Produccin de arena se inicia cuando las fuerzas que actan para desalojar los granos de arena de la
formacin exceden la resistencia de la roca.
Fuerzas de desalojo incluidos los esfuerzos mecnicos en la roca, Como resultado de las fuerzas de
sobrecarga y arrastre asociadas con el flujo de los fluidos.
Las fuerzas reactivas incluyen parmetros de resistencia de la roca y fuerzas de presin capilar.
Iniciacin de la Produccin de arena
Factores Que Afectan la Resistenciaa la Compresin de la Roca Seca
Fuerzas Friccionales y Cementacin Intergranular
Ayudan a Resistir el Movimiento Granular
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Efectos de Presin del Fluido
Presin de Poro Disminuye las Fuerzas Friccinales
La Presin Capilar Aade mas Resistencia a la
Cementacin Intergranular
Granos Mojados con Agua
Flujo de Petroleo
Los Arcos Asisten en La Restriccin de La Produccin de Arena
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Por qu los Arcos No seMantienen Estables?.
Debido a cambios de esfuerzos Reduccin de Presin de Poro
Cambio de fuerzas de arrastre Cambios en la Velocidad de la corriente
Cambios en Saturacin de Agua Reduccin de Fuerzas de Presin Capilar Efectos de Permeabilidad Relativa Solubilidad del Material de Cementacin
Flujo de Petrleo en Granos con Agua Connata
Finos Inmviles Mojados con Agua
Agua Connata (no movilizable)
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Finos Mojados con Agua Se MuevenCuando Ambas Fases Son Mviles
Agua Mvil
Finos Mviles
Agua Inmvil
Finos Inmviles
Efectos de la Permeabilidad Relativa Incrementan Cada de la
Presin de Produccin
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1Saturacin de Agua (%)
Perm
eabi
lidad
Rel
ativ
a
Permeabilidad Relativa al Petrleo
Permeabilidad Relativa al Agua
Permeabilidad Total con Dos Fases Presentes
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ProblemasArenamiento del hoyo que impide la Produccin efectiva del
pozo Socavaciones, las cuales al producirse grandescantidades de arena y sedimentos debilita la estabilidad de laformacin, causando derrumbamiento y posible colapso yruptura del casing.
Deterioro o ruptura del equipo de sub suelo , superficie.Instalaciones de distribucin y recoleccin de Petrleo.
Tratamiento del crudo ya que la presencia de finos dificultaliberarlo de sus impurezas
Tecnologias de control de arena
Tecnologias de control de arena
Reduccin de las fuerzas de arrastresEs muy importante determinar la velocidad critica del empaque que ocasionara mnima fuerza de arrastres. Para mantener una tasa fija de produccin, la tasa de flujo por rea puede controlarse:.- Caoneo amplio y limpio.- Aumentando la densidad de caoneo.- Apertura de una longitud mayor de seccin.- Creando fracturas de alta conductividad
Mecanismos de control de arena
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Tecnologias de control de arena
Punteo mecanico de la arenaEste es el recurso mas antiguo que se conoce y que ha tenido mayor aplicacin. Sin embargo es dificil de aplicar en zonas mltiples de dimetros pequeos
Aumento de la resistencia a la formacionSe puede lograr a travs de la consolidacin de las arenas. Este mecanismo tiene una aplicacin especializada, deja la luz del pozo completamente abierta y puede utilizarse en revestidores de dimetro pequeo
Mecanismos de control de arena
Tecnologias de control de arena
Mtodos mecnico Estos metodos previenen la produccion de arena de formacion mediante el uso de rejillas o tuberias ranuradas y empaquetamiento con grava. Se basa en la formacion de de puentes o filtros de manera que los granos de mayor diametro de la grava son puenteados en las ranuras de tuberas ranuradas y/o en los empaquetamiento con grava y esta a su vez sirven de puente a los granos mas finos de la formacion.
Metodos de control de arena
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Tecnologias de control de arena
Metodos combinados (quimicos- mecanicos) Los mtodos combinados son diseados para llevar el proceso mecnico y consolidacin qumicos simultneamente. Son llamados empaques consolidados. Una mezcla que consiste de un fluido acarreador, resina y agente activador y arena es normalmente usada para establecer el empaque. Luego se bombea una arena cubierta por resina (plstica) a travs de las perforaciones, donde el plstico cura sobre el empaque con grava despus que el contacto grano a grano es realizado
Metodos de control de arena
Metodos combinados (quimicos- mecanicos)
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Resumen
La Produccin de arena depende en una gran variedad de propiedades de formacin y condiciones de flujo.
La Produccin de arena se puede autoestabilizar hasta un cierto punto.
La Produccin de arena puede ser intermitente Las consecuencias de la produccin de arena
pueden tener un rango desde una molestia hasta riesgos de seguridad severa y reduccin de la productividad.
Seleccin de la Arena Para Empaque con Grava
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Muestras ProducidasMuestras del Fondo del PozoMuestras de Ncleos de ParedMuestras de Ncleos Convencionales
Muestras de Arena de la Formacin
Anlisis Granulomtrico
Tcnica de laboratorio para determinar el tamao y distribucin de los granos de la muestra de arena
La muestra de arena debe ser limpiada para sacar todos los finos (arcillas) y material de cementacin
La muestra de arena debe ser reducida a granos separados para obtener resultados correctos
Las muestras deben estar suficientemente tamizadas para permitir una completa separacin de los granos de varios tamaos
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Procedimiento de Diseo de Arena de Empaque con Grava
Obtener muestras de arena de la formacin Determinar tamaos de los granos de
formacin y su distribucin Determinar el tamao de grava necesario Determinar la abertura de la rejilla Determinar el tipo de grava
Definicin del Tamao de Gravacon Malla Tipo U.S.
1
Malla se refiere a la cantidad de huecos por pulgada lineal
El tamao del hueco depende de la malla y dimetro del alambre
La serie de U.S. Mesh determina el tamao de la malla y tamao del hueco
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Tamaos de Malla,Tipo U.S. Mesh
Malla de Tamao de Tamao de Malla de Tamao de Tamao deU.S. Mesh Hueco (pul.) Hueco (mm) U.S. Mesh Hueco (pul.) Hueco (mm)
2.5 0.315 8.00 35 0.0197 0.5003 0.265 6.73 40 0.0165 0.420
3.5 0.223 5.66 45 0.0138 0.3514 0.187 4.76 50 0.0117 0.2975 0.157 4.00 60 0.0098 0.2506 0.132 3.36 70 0.0083 0.2107 0.111 2.83 80 0.007 0.1778 0.0937 2.38 100 0.0059 0.14910 0.0787 2.00 120 0.0049 0.12412 0.0661 1.68 140 0.0041 0.10414 0.0555 1.41 170 0.0035 0.08816 0.0469 1.19 200 0.0029 0.07418 0.0394 1.00 230 0.0024 0.06220 0.0331 0.840 270 0.0021 0.05325 0.028 0.710 325 0.0017 0.04430 0.0232 0.589 400 0.0015 0.370
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Resultados de un Anlisisde Tamizado
U.S. Hueco de Peso de Peso de Peso de Peso Peso
Mesh Malla Malla Antes Malla Despus Arena Acumulativo Acumulativo
Malla (Pulg) (gramos) (gramos) (gramos) (gramos) (porcentaje)
80 0.0070 35.83 36.19 0.36 0.36 5.40
100 0.0059 35.24 35.51 0.27 0.63 9.45
120 0.0049 34.88 35.68 0.80 1.43 21.44
140 0.0041 33.91 35.57 1.66 3.09 46.33
230 0.0024 35.13 37.95 2.82 5.91 88.61
400 0.0015 30.17 30.63 0.46 6.37 95.50
Pan --- 154.20 154.50 0.30 6.67 100.00
Grfico de Distribucin de los Tamaos de los Granos
0102030405060708090
100
0.00010.00100.01000.1000Dimetro de Grano (pulgadas)
Peso
Acc
umul
ative
(%)
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Variaciones Regionales en Tamaos de Granos
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.010.101.0010.00
Dimetro de Grano (millimeters)
Peso
Acu
mul
ativ
o(%
)
Nigeria GrandeNigeria PequeoCaliforniaVenezeula
Golfo de Mxico
Anlisis de Tamizado IndicaFormaciones con Granos Finos y Grandes
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.00010.00100.01000.1000Dimetro de Grano (pulgadas)
Formacin con Granos FinosFormacin con Granos Grandes
Peso
Acu
mul
ativo
Rete
nido
(%)
28
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Coeficiente de Uniformidad
C dd
4090
C = Coeficiente de Uniformidad d40 = Dimetro de Granos Gruesos con 40% Peso
Acumulativo d90 = Dimetro de Granos Gruesos con 90% Peso
Acumulativo C < 3 Arena Uniforme 3 < C < 5 Arena No Uniforme C > 5 Arena Extremamente No Uniforme
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Anlisis de Tamizado IndicaFormaciones Uniformes y No Uniformes
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.00010.00100.01000.1000Dimetro de Grano (pulgadas)
Peso
Acu
mul
ativ
o (%
)
Arena Mal Distribuida
Arena Bien Distribuida
Esquema de Empaque con Grava
La grava debe ser del tamao correcto para controlar la arena de formacin
Las aberturas en la rejilla deben ser del tamao correcto para controlar la grava
Arena de laFormacin
Rejilla
Grava
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Eleccin del Punto de Diseo
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.00010.0010.010.1Dimetro de Grano (pulgadas)
Peso
Acu
mul
ativ
o Ret
enid
o (%
)
Punto de Diseo = d10
Punto de Diseo = d50
Punto de Diseo = d70
Eleccin del Punto de Diseo
Coberly y Wagner - D10 10(d10) Saucier - D50 6(d50) Stein - D85 4(d15) Schwartz -D10 6(d10) para C < 5
D40 6(d40) para 5 < C < 10D70 6(d70) para C > 10
D significa dimetro de grava d significa arena de la formacin
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Velocidad critica del empaque con grava
Es la velocidad a travs del empaque capaz de destruir el efecto de bloque que hacen los granos de grava .La velocidad critica depende de la integridad del empaque. Se ha encontrado que la velocidad critica optima esta en el orden de 0.1 pie/seg
Velocidad de flujo a travs de las ranuras
V = ( Q(BPD)/(AREA ABIERTA RANURA,PIE2 )
Algunos autores recomiendan utilizar 50% del rea abierta al flujo para obtener
tasa optima
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Experimento de Saucier
Estabilice flujo inicial (qi) y con caida de presin estabilizada, calcular permeabilidad inicial (ki)
Incremente flujo y establezca nueva cada de presin estabilizada
Reduzca flujo hasta la tasa inicial (qi) y establezca cada de presin estabilizada, calcular permeabilidad final (kf)
El Mejor control de arena ocurre C uando kf = ki
Arena de la FormacinGrava
Flujo
Resultados de Saucier
D50/d50 6, buen control, no invasin de arena de la formacin en la grava
6 < D50/d50 13, buen control de arena, pero flujo restringido porque la arena invade la grava
D50/d50 > 13, no control de arena, arena de la formacin pasa a travs de la grava 0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20Relacin del Dimetro Promedio de la Grava al
Dimetro Promedio de la Arena de la Formacin (D50 / d50)
Rela
cin
de P
erm
eabi
lidad
Fin
al a
Pe
rmea
bilid
ad
Inici
al (
kf )
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Aplicacin de Resultadosde Saucier
La permeabilidad de grava es una funcin del tamao de la grava (como D50 incrementa, kgincrementa)
El D50 de la grava es una funcin del d50 de la arena de la formacin para obtener control de arena siguiendo Saucier
El D50 debe ser optimizado para tener mejor permeabilidad de la grava, y todava mantener el control de arena
Optimizacin del Tamaode la Grava
D50/d50 < 5, buen control de arena, pero flujo restringido por baja permeabilidad de la
grava 5 < D50/d50 < 7, buen control
de arena con mejor permeabilidad del empaque
7 < D50/d50 < 9, buen control de arena, pero flujo restringido
por invasin de arena en la grava
D50/d50 > 9, no control de arena, arena pasa a travs de la
grava
Optimo ControlNo Controlde Arena
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Relacin del Dimetro Promedio de la Grava al
Dimetro Promedio de la Arena (D50/d50)
com
oun
afun
cin
de D
50y D
50/ d
50)
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Procedimiento de Seleccinde la Grava
Construir una curva de anlisis de tamizado Para la arena de formacin Determinar el d50 de la arena de la formacin Multiplicar el d50 por 6 para determinar el D50 de la grava Construir una lnea de la grava pasando a travs de D50 usando C 1.5 Elegir el tamao de la grava de los puntos de 0% y 100% Elegir un tamao de grava disponible que sea igual o mas pequeo que el
tamao diseado
Diferentes niveles (capas) en la arena de la formacin puede indicar que se requieren diferentes tamaos de grava. Generalmente, se elige el tamao mas pequeo.
Seleccin de la Grava
Arena de la FormacinGrava
C DD
4090
15.
x6
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.0010.010.1
Dimetro de Grano (pulg)
Peso
Acu
mul
ativ
o(%
)
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Tamaos de Grava Normalmente Disponibles
Tamao de Grava Tamao Dimetro Prom. Diametro Prom. Permeabilidad
(U.S. Mesh) (pulg.) (pulg.) (milmetros) (Darcies)
6/10 .1320 - .0787 0.1054 2.677 2703
8/12 .0937 - .0661 0.0799 2.029 1969
10/20 .0787 - .0331 0.0559 1.420 652
12/20 .0661 - .0331 0.0496 1.260 668
16/30 .0469 - .0232 0.0351 0.892 415
20/40 .0331 - .0165 0.0248 0.630 225
40/60 .0165 - .0098 0.0132 0.335 69
50/70 .0117 - .0083 0.0100 0.254 45
Grava
Un tipo de arena que ocurre naturalmente Fuente primaria es la formacin Ottawaen
el norte de USA Debe conformar a especificaciones de API
Prcticas Recomendadas Nmero 58 Conformando a esas especificaciones API
asegura permeabilidad mxima
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Especificaciones de Calidad API RP58
Anlisis de Tamizado Menos del 0.1% sobre tamao y menos de 2% bajo
tamao Esfericidad y Redondz
Promedio de esfericidad y redondz = 0.6 o mas Solubilidad en Acido
Menos del 1% soluble en acido de 12%-3% HCl-HF Finos y Arcillas
NTU de menos de 250 Resistencia a Trituracin Menos del 2% de finos creado por
presin de 2000 psi
Tecnologas de control de arena
RedondezEs la medida la uniformidad y curvatura
de la superficie de la arena o grava.La redondez debe ser mayor de 0.6%
EsfericidadEs la medida del aspecto del grano que
se aproxima a una esfera
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Tecnologias de control de arena Redondez y esfericidad
Redondz y Esfericidad
.1
.5
.3
.9.7.5.3Redondz
Esfer
icida
d .7
.9
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Permeabilidad de la Grava Pruebas iniciales indicaron que la permeabilidad de la grava es
difcil de medir con precisin La turbulencia se detecta en tasas de flujo muy bajas Las presiones de flujo son muy bajas y requiren atencin
especial para poder medirlas con precisin La permeabilidad es muy sensible a la porosidad del
empaque con grava La porosidad del empaque vara en funcin de la disposicin
de la grava despus de empacada Se hicieron investigaciones con simuladores matemticos para
determinar la porosidad mas frecuente del empaque con grava Se pueden utilizar correlaciones para calcular la permeabilidad
a partir de la porosidad y la distribucin del tamao del grano Correlacin de Berg Correlacin de Fair & Hatch
Efecto del Tipo de Grava en la Productividad
1200
1250
1300
1350
1400
1450
1500
1550
1600
1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800
Total Flow Rate (bpd)
Bot
tom
hole
Pre
ssur
e (p
si)
8/12 G.P. Sand 12/20 G.P. Sand 20/40 EconoProp 20/40 G.P. Sand 40/60 G.P. Sand
2-7/8 inch Tubing
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Eleccin de las Aberturasde la Rejilla
La abertura de la rejilla o el liner ranurado no debera ser mas que el 80% del dimetro del grano mas pequeo de la grava
Tamao de Grava Rango de Tamao Abertura RecomendadaMedida de
(Malla U.S. ) (pulgadas) (pulgadas) Rejilla
6/10 .1320 - .0787 0.06 60
8/12 .0937 - .0661 0.05 50
10/20 .0787 - .0331 0.02 20
12/20 .0661 - .0331 0.02 20
16/30 .0469 - .0232 0.018 18
20/40 .0331 - .0165 0.012 12
40/60 .0165 - .0098 0.006 6
50/70 .0117 - .0083 0.006 6
Resumen
Se requiere de muestras representativas de la formacin para la eleccin de la grava para un empaque
La Grava es tpicamente elegida seis veces mas grande que el D50 de los granos de la formacin
Se debera usar solamente la grava que conforme a las especificaciones API RP58
Para aplicaciones especiales hay disponibles alternativas para grava
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Tcnicas de Colocacinde la Grava
La Colocacin de la Grava es unElemento Clave de Cualquier
Completacin de Empaque con Grava
Seleccin del Fluido de Transporte Efecto de la Desviacin del Pozo Efecto de Geometra del Ensamblaje
de Empaque con Grava
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Empaque por gravedad
Se realiza con el pozo lleno con
agua o salmuera
La rejilla se baja con tbg con una
unon de despegue
La arena se descarga por el espacio anular
Empaque por circulacin inversa
Se bombea la grava a travs del anular
Para colocar grava en las perforaciones se cierra el retorno
a superficie y se bombeando hasta
conseguir incremento de
presin indicando que la grava cubri
el tubo liso
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Simulador de Empaquecon Grava de BOT
Esquema de la Colocacin de Grava con Fluido Viscoso
Empacadura con Herramienta de Cruce
Rejilla de Malla de Alambre
Tubera Lavadora
Indicador (Tell Tale)
Inferior
Rejilla de Malla de Alambre
Tubera Lavadora
Indicador (Tell Tale)
Inferior
Empacadura con Herramienta de Cruce
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Nodos de Grava en las Perforaciones con Fluidos
de Transporte Viscosos
Esquema del Puenteo del Empaquepor Encima de la Seccin Lisa
Tubo Liso
Vaco
Tubera Lavadora
Rejilla
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Vacos Formados con Fluidos de Transporte Viscosos
En El Acople En La Seccin Lisa
Esquema de un Empaque con Grava con Fluido Viscoso en Pozo de Alta Inclinacin
uDurante el Bombeo
Rejilla Indicadora Inferior
Rejilla
Despus de Asentarse la Grava
Empac. con Herramienta de
Cruce
46
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Esquema de Empaque con Grava con Circulacinde Fluido de Baja Viscosidad
Secu
enci
adel
Em
paqu
e
Empacadura con Herramienta de cruce
Indicador (Tell Tale) Superior
Rejilla Malla de Alambre
Tubera Lavadora
Indicador (Tell Tale) Superior
Rejilla
Tubera Lavadora
Esquema de Colocacin de la Grava en Pozo
Desviado a 60
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Transporte de Arena en PozosAltamente Desviados Controlado
por el Angulo de Reposo de la Arena
6228
Esquema de la Prueba de Angulo de Reposo
Recipiente
Arena Seca
Cono Invertido Arena Seca
Esquema de un Pozo Altamente Inclinado Empacado con fluido De Baja Viscosidad
Tasa de Retorno Baja, Tubera Lavadora con Dimetro Pequeo
Empacadura con Herramienta de
Cruce
Rejilla
TuberaLavadora
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Esquema de un Pozo Altamente Inclinado Empacado con fluido De Baja ViscosidadAlta Tasa, Tubera Lavadora con Dimetro Grande
Empacadura con Herramienta de
Cruce
Rejilla
TuberaLavadora
Despus de que la Arena hayaAsentado
Ventajas de una Tubera Lavadora de Dimetro Grande
Desva el flujo preferencialmente al anular entre la tubera de Revestimiento u hoyo abierto y la rejilla Da como resultado una eficiencia de
empaque muy buena en pozos desviados por encima de los 45
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Empaques con Salmuera y GelColocacin de la Grava vs. Tipo de Tratamiento
36
20
35 32
52
37
93
56
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100Empaques con Gel
Empaque con Salmuera
Col
ocac
in
de la
Gra
va
(lbs
/pie
)
Empacadocon Grava
Colocacin de Propante en un
viaje
Colocacin de Propante en dos
viaje
Promedio
Tipo de Tratamiento
50
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Empaques con Salmuera y Gel
Colocacin de la Grava vs. Desviacin del Pozo
33
18
44
5448
80
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0-45 46-60 61-90
Deviation (degrees)
Gel Packs
58 460zonas
11zonas
71zonas
3zonas
51zonas
Emp. con Salmuera
Col
ocac
in
de la
Gra
va
Desviacin (grados)
zonas
51
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Empaques con Salmuera y GelColocacin de la Grava vs. Longitud del Intervalo
53
2115 17
10
24
87
54
3945
33
42
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0-20 21-40 41-60 61-80 81-100 101+
Gel Packs Brine Packs
26 146 26 153 8 91 6 56 2 39 4 97zonas zonas zonas zonas
Longitud del Intervalo (pie)
Col
ocac
in
de
la G
rava
(l
bs/p
ie)
zonas zonas
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Empaques con Salmuera y Gel
Colocacin de la Grava vs. Tipo de Pozo
24 24 2630
65
46
74
57
0
10
20
30
40
50
60
70
80
6zonas
269zonas
14zonas
217zonas
3zones
120zonas
7zonas
156zonas
Empaques con Gel
Empaques con Salm.
Gas Nuevos Petrleo Nuevos Gas Viejos Petrleo Viejos
Tipo de Pozo
Col
ocac
in
de la
Gra
va
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Pozo de Gas Empacado con Gel Prof. 4,200 pies - 63 - Long. Neta de las Perf. 20 pies
Pozo de Gas Empacado con Agua Prof. 4,200 pies - 63 - Long. Neta de las Perf. 20 pies
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Pozo de Gas Empacado con Gel Prof. 3,500 pies - 54 - Long. Neta de las Perf. 110 pies
Pozo de Gas Empacado con Agua Prof. 3,500 pies - 54 - Long. Neta de las Perf. 110 pies
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Colocacin de GravaEmpaque con Agua
Ventajas Indicacin positiva del nivel de grava en el
trabajo de completacin de empaque con grava
No requiere mezcla de fluidos viscosos Bajas concentraciones de grava Probablemente funciona mejor en pozos
altamente inclinados mayores a 45 Mejora el llenado de las perforaciones
Colocacin de GravaEmpaque con Agua
Desventajas Se requiere de fluidos limpios Puede haber prdida excesiva de
salmuera cara Puede requerir de tiempo de colocacin
largo
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Colocacin de Grava
Ventajas No requiere de grandes volmenes de fluido La alta concentracin de grava puede reducir
la mezcla con la arena de la formacin Usualmente requiere de menor tiempo para
colocar la grava Retornos mnimos bombeados a travs de la
rejilla
Empaque con Gel
Colocacin de GravaEmpaque con Gel
Desventajas No hay indicacin positiva del nivel de la grava
en la rejilla cuando sta se empaca Se predetermina el volumen de la grava para
empaque. Se desea varias juntas de tubera lisa para la reserva de grava
Requiere de fluidos complejos El asentamiento y rompimiento del fluido
requiere de un empaque bueno No se adeca bien a pozos con ngulos mayores
a 45 o a intervalos mayores a 50 pies
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Resumen
Los fluidos de transporte de baja viscosidad dan como resultado empaques con grava de alta calidad en casi todas las situaciones
Los fluidos de transporte viscosos pueden dejar vacos en el empaque con grava
Los pozos horizontales y los altamente desviados pueden ser empacados con grava efectivamente si existe una buena velocidad de retorno
Para completaciones en hoyo revestido tanto las altas ratas de prdida de fluido como el pre empaque tienen efectos positivos
RANURADO DE TUBERIA TIET
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Arena y Slidos finos producidos por la formacin, son las mayores causas de la prdida de la produccin.
Estos slidos causan desgaste y daos a bombas, cabillas y tubos; afectan otros equipos, con el resultante de costosas paradas. Los tubos ranurados pueden ser diseados para filtrar estos slidos, permitiendo el libre fluido en el pozo con un mnimo de restriccin mientras retienen arenas y slidos.
El ranurado de los tubos propiamente diseado con conocimiento previo de las propiedades fsicas de los materiales a ser controlados, permite una escogencia de tcnicas especiales de completacin que mejoran la productividad reduciendo o eliminando el costoso mantenimiento de los pozos.
SOPORTE CONFIABLE DEL HOYO EN POZOS HORIZONTALES
Este mtodo ha sido demostrado como uno de los ms seguros y confiables de soporte de hoyo y control de arena. Los tubos ranurados son fuertes, fciles de instalar y prcticamente libre de mantenimiento.
Proveyendo un fuerte filtro el ranurado permite a los fluidos de formacin entrar a la tubera con menor coeficiente de friccin comparado con las mallas envueltas lateralmente (screens).
FUERZA Y CONFIABILIDAD ASEGURADA POR LA MAS AVANZADA TECNOLOGIA
La mas avanzada tecnologa se emplea en el ranurado de nuestras tuberas. Maquinarias sofisticadas multidisco son utilizadas para el ranurado de las tuberas con una excepcional calidad. Las mquinas estn diseadas especficamente y controladas por un sistema numrico computarizado para asegurar alta precisin y control de calidad constante. La ranuradora CNC puede ranurar tuberas en dimetros de hasta 16 pulgadas, y longitudes de hasta 46 pies. Este extremadamente estable y rgido equipo permite que la tubera sea ranurada con una tolerancia precisa, produciendo aberturas limpias y consistente en el ancho de las ranuras y sus largos.
Un sistema nico de mordaza hidrulica asegura y mantiene firme la tubera sin daar a sta o a las ranuras. La continua aplicacin de lubricantes mantiene la integridad metalrgica de la tubera; no se elimina metal en exceso y se garantiza el mximo de fuerza a la tubera mientras se mantiene un 3 % de rea abierta.
TIPOS DE RANURAS
Podemos producir dos estilos de ranuras: Rectas o Trapezoidales.
Ranuras Rectas: Este primer tipo de ranuras son hechas con un ancho igual a travs de la pared del tubo. Especificado donde la penetracin de la arena no es importante. Las ranuras rectas son ms duraderas que las ranuras trapezoidales y son ms econmicas de producir. Podemos mantener tolerancias de 0.002" en cualquier ancho de ranura recta.
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Ranuras Trapezoidales: Son efectuadas con un ancho mayor en la parte interior de la ranura autolimpiante que ayuda a prevenir obstrucciones. Un ranurado estrecho en la superficie y con un ancho mayor en la parte interna permite que la arena entre y pase fcilmente a travs de la ranura evitando obstrucciones.
Nuestros equipos tienen la capacidad de producir ranuras del tipo trapezoidal en ngulos que van desde 1 a 9 grados. Por regla general el ancho de la ranura debera ser de 2 a 3 veces el dimetro de partculas medianas de arena de la formacin.
Largo de Ranuras: Son cortadas a precisin a altas ratas de produccin y de acuerdo a sus especificaciones precisas en largos de 1 a 2 pulgadas dependiendo del ancho de la ranura. Los ms comunes largos consisten de:
Largos de 1.5 pulgadas en el dimetro exterior para ranuras con anchos de 0,028 pulgadas. Largos de 2,0 pulgadas en el dimetro interior para ranuras con un ancho entre 0.038 y 0.250
pulgadas. Largos de 2,0 pulgadas en el dimetro interior para ranuras cuyos anchos sean desde 0.025 a
0.028 pulgadas tambin son posibles bajo pedido.
A menos que no sea as especificado, el ranurado se realiza con un nmero parejo de lneas. Es lo que permite que las lneas sean interpuestas en orden, para preservar la mayor fuerza original posible y para mantener un 3% de rea abierta. Cuando las ranuras estn distribuidas por parejas sobre la tubera, el drenaje es ms eficiente.
TIPOS DE RANURADO
La ilustracin superior le demuestra 3 patrones tpicos de ranurado:
Ranuras de 1.8" de largo en un patrn de lneas rectas.
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Ranuras de 1.8" en patrn mltiples. Ranuras de 2.0" de largo en patrn interpuesto.
ENTREGAMOS LOS TUBOS RANURADOS LIMPIOS DE REBARBAS
Antes de que la tubera ranurada sea despachada, esta es limpiada y lubricada, la partcula de metal (Rebarbas) es limpiada del interior y exterior. El equipo especializado de limpieza utiliza una cabeza retrctil de limpieza para remover partculas y la limpieza final del interior de la tubera se realiza por aire a presin, el exterior de la tubera se limpia con 2 cepillos de alambre fino que remueven excesos de aceite.
El equipo puede acomodar tuberas de hasta 46 pies de largo y de hasta 16" de dimetro.
La inspeccin final de la tubera se realiza a travs de una mira iluminada y una galga calibrada. Finalmente una pelcula protectora de aceite antixido es aplicada a toda la superficie externa antes de ser almacenada.
COMO DETERMINAR RANURAS POR PIE
El nmero de ranuras por pie de tubera se obtiene calculando el nmero requerido para obtener el porcentaje de rea abierta de la superficie exterior de la tubera.
CALCULOS PARA EL NUMERO DE RANURAS POR PIE
Despus de seleccionar el rea abierta, el ancho y dimetro de la tubera, el nmero de ranuras por pie se determina por la siguiente frmula o lectura de la tabla a continuacin:
Donde:
N = Nmero de ranuras/pie (Si N
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Ejemplo si se requiere de una rea abierta de 3 %. Un ancho de ranura de 0.020" ha sido seleccionado para el control de arena y un dimetro de 4,5" de tubera que cabe en el pozo. Entonces el nmero de ranuras a ser cortadas en el tubo.
Se obtiene as:
RANURAS REQUERIDAS / PIE PARA TUBO TAMAO COMUN PARA UN MINIMO DE 3% DE AREA ABIERTA
PORCENTAJE REQUERIDO DE AREA ABIERTA
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PlandecalidadentrabajosdeEMPAQUECONGRAVA
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