7. exclusión y control de arena

72
 Tema # 4. Exclusión y Control de Arena CONTROL DE ARENA TÉCNICAS DE

Upload: miguel-suarez

Post on 09-Jul-2015

146 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 1/72

 

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

CONTROL DE ARENA

TÉCNICAS DE

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 2/72

 

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Mecanismos de producción de arena:

Movimiento de granosMovimiento de arena en zonas alejadas de la cara de la

formación

Movimiento de masasMovimiento de arena en pequeñas masas en zonascercanas a la cara de la formación (obstrucción a nivelde las perforaciones

Fluidización masivaMovimiento masivo de arena la cual genera erosión

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 3/72

 

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Consecuencias de la producción de arena:

Acumulación en los equipos de superficieArenamiento del hoyo que reduce o impide la producción

efectiva del pozoErosión de los equipos de fondo y superficie

Colapso de la formación por socavacionesReducción de la permeabilidad en la vecindad del pozo

Causas de la producción de arenaFalta de compactación y cementaciòn entre los granos de

arena

Factores geológicos y geográficosFlujo multifásicoAltas tasas de flujoEfectos térmicos

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 4/72

 

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Muestra de acumulación de arena

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 5/72

 

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Criterios de SelecciónIdentificada la necesidad del pozo, para la aplicabilidad de un Método deexclusión de arena, la misma debe hacerse considerando los siguientescriterios:

Económico:

Considerar el costo inicial del tratamiento y este efecto sobre laproducción

Antecedentes históricosAnálisis de la vida productiva del yacimiento y del pozo

Aplicabilidad:Grado de dificultad en la aplicación del tratamiento 

Duración del servicio:Estimación de producción libre de arena y de tasa de frecuenciapara la repetición del tratamiento

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 6/72

 

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Métodos para el Control de Arena

Control de la tasa de flujoCombinados (químicos y mecánicos)Mecánicos

Químicos

Control de arena  – Métodos Mecánicos

Forro ranurado o rejilla sin empaque con grava.

Empaque con grava externo (hoyo desnudo).Empaque con grava interno (hoyo revestido).Empaque con grava a través de tubería de producción.Rejillas Preempacadas.

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 7/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Forro ranurado o rejilla sin empaque con grava

Ofrecen una vida productiva corta

Su taponamiento es muy factible

En hoyo abierto, en formaciones no consolidadas se puedeproducir colapsamiento al producir el pozo

No es recomendable el uso de forro y rejilla sin empaque, yaque el 10 % de la arena producida es menor que las aperturasde la mayorìa de las rejillas comerciales

Control de Arena (Métodos Mecánicos)Consideraciones generales:

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 8/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Empaque con grava externo (hoyo desnudo)

A hoyo desnudo la productividad es mayor que en hoyo

revestido, debido a una mayor área de flujo alrededor de la rejilla

Los pozos a hoyo desnudo producen por periodos mayores encomparación con hoyo revestido (especialmente en pozos conaltas tasas y/o alta viscosidad)

En pozos con hoyo ampliado se puede colocar una mayor capade grava, incrementando el àrea de flujo en la vecindad del pozo

Recomendado en formaciones no/semiconsolidadas

Control de Arena (Métodos Mecánicos) Cont.

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 9/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Control de Arena (Métodos Mecánicos) Cont.Empaque con grava interno (hoyo revestido)

Existe un ahorro del tiempo de taladro

Permite completación en varias zonas

No requiere de un programa especial de perforación

Posibilidad de utilizar cuatro variables de este Método• Empaque con grava convencional•

STIMPAC• Empaque con alta tasa de agua• PERFPAC

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 10/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Forro ranurado o rejilla 

Empaque con grava 

Empaque con gravaexterno (hoyo desnudo).

Empaque con grava interno(hoyo revestido).

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 11/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Empaque con grava a través de la tubería de producción

Permite instalar el control de arena en un pozo productor sin tenerque sacar la completación

Es necesario conocer las dimensiones del tubing y del casing, asícomo las restricciones mínimas dentro del pozo

Recomendable en pozos de baja producción donde los costosasociados al taladro sobrepasan el limite económico

Control de Arena (Métodos Mecánicos) Cont.

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 12/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Rejillas Pre-empacadas

Se utiliza grava o arena revestida de resina, como parte de la propiarejilla.

Son diseñadas para su uso en aplicaciones de empaque con grava,como un mecanismo de mayor seguridad en el caso que falle elempaque.

Las aplicaciones de la rejilla pre-empacada incluyen cualquier

situación donde se espera encontrar dificultades en el empaque congrava (Zonas largas, pozos muy desviados, formaciones estratificadasheterogéneas y en pozos horinzontales largos).

Control de Arena (Métodos Mecánicos) Cont.

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 13/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Rejillas Pre-empacadas

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 14/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Control de Arena (Métodos Químicos)Consiste en utilizar quimicos y resinas inyectadas en

formaciones poco consolidadas para restituir el material

cementante de la matriz.

METODOS:

CONSOLIDACION PLASTICA.

CONSOLIDACION CON ALTA ENERGIA DE RESINA.

  

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 15/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Control de Arena (Métodos Químicos) Cont.

CONSOLIDACION PLASTICA:

CONSIDERACIONES DE USO:

Buena cementacion primaria.

Densidad de cañoneo de 4tpp minimo.

Contar con sistemas limpios.

Realizar un preflujo de etapas multiples. (limpiar y abrir las perforaciones para

disolver o estabilizar las arcillas)

Se bombea la resina dentro de la formación para recubrir los granos y

endurecerlos, incrementando la fuerza cohesiva de la formación cercana al

hoyo. (forma artificialmente una arena consolidada).

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 16/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

CONSOLIDACION PLASTICA.

VENTAJAS:

Aumenta la resistencia de la formacion. 

Permite que el pozo quede completamente abierto.

Es apropiada para aplicaciones a traves de tuberias (tubing).

Control de Arena (Métodos Químicos) Cont.

DESVENTAJAS:

Disminuye la permeabilidad de la formacion. 

Dificultad para colocar los quimicos y la resina en la formacion.

No es eficientes en formaciones con cavernas.

Tienden a ser muy costosos.

No funcionan a largo plazo en grandes intervalos.

  

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 17/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Control de Arena (Métodos Químicos) Cont.

CONSOLIDACION CON ALTA ENERGIA DE RESINA

FRACTURACION DE GAS PROPULSOR.

CAÑONEO CON SOBREBALANCE.

FLUJO CON SOBREBALANCE.

Detiene la producción de arena al inyectar grava recubierta con resinas

precurada en una formación, hasta formar una rejilla dejando la grava

recubierta con resina en las perforaciones y en el hoyo.

SIGUIENTE

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 18/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Control de Arena (Métodos Químicos) Cont.

FRACTURAMIENTO CON GAS PROPULSOR 

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 19/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Control de Arena (Métodos Químicos) Cont.

CAÑONEO CON SOBREBALANCE 

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 20/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Control de Arena (Métodos Químicos) Cont.

FLUJO CON SOBREBALANCE 

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 21/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

VENTAJAS

No requiere implemento de filtrado como rejilla.

La resina puede alcanzar una gran resistencia a los esfuerzos compresivoscon alta permeabilidad.

Puede emplearse en formaciones con cavernas o microfracturas.

DESVENTAJAS

No es recomendable para intervalos mayores de 20’.

Son sensibles a futuros tratamientos de acidificación.

Requiere taladro.

No es recomendable en pozos de inyección de vapor y con elevadastemperaturas de formación.

CONSOLIDACION CON ALTA ENERGIA DE RESINA

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 22/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Consideraciones adicionales:

Selección del tamaño de la grava:Se requiere:

Muestreo de la arena de la formación

Análisis del tamizado

Dimensionamiento y selección de la arena del empaquecon grava mediante los métodos: Coberly, Saucier, Schwartz,

etc.

Selección del tamaño de las ranuras (En base al tamañode la grava seleccionada)

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 23/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Selección del tamaño de la gravaAnálisis Granulométrico

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 24/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 25/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 26/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Selección del tamaño de la grava (Métodos)

Método de Coberly y Wagner:

Dgrava = 13 * Darena (10%).

Método de Saucier ( Rango de Grava):

Dgrava = 5* Darena (50%), y

Dgrava = 6* Darena (50%).

Método de Schwartz:

Dgrava = 6* Darena (50%).

NOTA: Este método considera la velocidad de fujo yuniformidad de la formación.

V= Tasa de producción (pie3/seg)

Area abierta de ranuras (pies2)

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 27/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

La base de la Selección del tamaño de la grava es el ANÁLISISGRANULOMÉTRICO. Es una rutina de laboratorio que suele realizarse con unamuestra de arena de formación (Tamaño mínimo: 15 cm3). Consiste en colocar lamuestra de formación sobre una serie de tamices, cuyos tamaños sonprogresivamente más pequeños. Puede realizarse:

En seco (Técnica más común).

En húmedo.

Procedimiento

1.- Lavar y secar la muestra.2.- Hacer pasar la muestra a través de los tamices ordenados de mayor a menor

tamaño de abertura, los cuales emplean vibración mecánica para ayudar a lamuestra a moverse a través de ellos.3.- Pesar la cantidad de arena retenida en cada tamiz y determinar el % Pesoacumulado de cada tamiz.4.- Graficar en papel Semilog % Peso acumulado vs. diámetro del tamiz.

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 28/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DEL TAMAÑO DE GRAVA

Se han publicado diversas técnicas que permiten seleccionar el tamaño de la gravapara controlar la producción de la arena de formación. Todas se basan en la RAZÓN

GRAVA-ARENA.

Razones grava-arenamuy altos

Para obtener máxima producción Razones grava-arena

más bajos

Impedir el movimiento de arena

hacia la luz del pozo

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 29/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 30/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

CALIDAD DEL EMPAQUE. ESPECIFICACIONES API

En líneas generales existen cuatro parámetros:Análisis granulométrico. En una grava de buena calidad no debehaber más del 2 % de granos más gruesos.Análisis mineralógico. Una grava de buena calidad debe tener un

contenido de cuarzo del 98 %, es decir, no debe generar más del 2 % definos, cuando se somete a fuerzas compresivas.Redondez y esfericidad. Una grava de buena calidad debe tener unmínimo de 0.6 de Krumbein. Una grava con un rango menor a éste valorpuede ser fácilmente erosionada, creando granos finos.Solubilidad en ácido. Una grava de buena calidad no debe disolver más

del 2 % de ella en una solución al 12 % de ácido clorhídrico y al 3 % defluorhídrico, después de una hora de exposición a temperatura ambiente. 

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 31/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Carta de Krumbein

  

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 32/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

El percentil es el tamaño de partícula que se corresponde con undeterminado porcentaje acumulado.

La distribución granulométrica representa como se distribuyen losdiferentes tamaños de grano de la arena.

Distribución Granulométrica, Percentil

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

0,0010,010,11

PULGADAS

   %   E   N   P   E   S   O   A   C   U   M

   U   L   A   D   O

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 33/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Este criterio considera la fracción fina de arena de formación y

según esta propone diferentes alternativas para la

completación del pozo.

COEFICIENTE DE ORDEN

D95D10C

O

3. Criterio de Ordenamiento

Criterios de Selección de Tamaños de Grava

  

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 34/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Método de Saucier

El D50 de la grava debe ser 6 veces el d50 de la formación.

Toma el D50 como referencia para dimensionar la grava

Se escoge el D50 porconsiderar que es unvalor representativo y

fácil de obtener.

D50G = 6 D50F

Criterios de Selección de Tamaños de Grava

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 35/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Direccióndel Flujo

GRAVA  ARENA

Núcleo Experimental

Método de Saucier

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 36/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 37/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

50

d50

D0-D100

Tabla de Gravas

comerciales

disponibles

d50

Luego de sus experimentos:

RANGO DE GRAVA

D0 = 5 d50

D100 = 6 d50

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 38/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Control de arena efectivo, pero crea restricciones a laentrada de fluidos debido a que se necesitan ranurasmuy pequeñas para retener la grava

Buen control de arena (sin restricciones)

Proveen control de arena, pero existirá bajapermeabilidad, el empaque es invadido por la arena.

No se tiene ningún control de arena

45050

 D

6

50

504

 D

1350

506

 D

1350

50

 D

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 39/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Criterios de Selección de Tamaños de Grava

COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD DE SCHWARTZ:

D90

D40C

U

LA VELOCIDAD DE ENTRADA ALEMPAQUE SE DETERMINA MEDIANTE:

Toma en cuenta la uniformidad en los tamaños de grano de la arenade formación, así como la velocidad de entrada del fluido a lagrava.

V Tasa de Produccion50% del Area de flujo

Método de SCHWARTZ

  

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 40/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Diseño del tamaño de la grava y ranuras del forro. Método de Schwartz1. Análisis Granulométrico de la arena y de la formación: Se pesa la

cantidad de arena retenida y se determina su porcentaje respectivo delpeso total (acumulado)

2. Se hace una tabla reportando: Tipo de malla, peso del material retenido,

porcentaje del peso retenido normal y acumulado, y la abertura de lamalla.

3. Graficar el diámetro de la malla (en pulgx10-2 en escala logarítmica, ejex) vs el porcentaje retenido acumulado (en escala milimetrada, eje y)

4. De dicho gráfico, se obtiene d10, d40, d70 y d90

5. Determinar el coeficiente de uniformidad C

90

40

d C 

Criterios de Selección de Tamaños de Grava

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 41/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

d90d40d10

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 42/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Depende del valor de C vamos a tener tamaños críticos de la arena:a. Si C<3 y V<0.05 pie/seg, el tamaño crítico es igual al d10, el cual indica

que la arena es uniforme.b. Si C>5 o V>0.05 pie/seg, el tamaño crítico es igual al d40, el cual indica

que la arena es no uniforme.c. Si C>10 y V>0.1 pie/seg, el tamaño crítico es igual al d70, el cual indica

que la arena es completamente no uniforme.

Si se desconoce el tamaño de la ranura del forro, se supone un tamaño de 2pulgadas y se asume el ancho (iterar). Si el valor calculado es menor al20% de error, entonces se obtiene el ancho.

6. Tamaño crítico de la grava: Para dimensionar la grava, se multiplica por 6 el

tamaño crítico de la arena.

dca Dcg *6

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 43/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

7. Coeficiente de uniformidad de la grava: Se asume Cg=1,5. Al asumir unvalor de D40 se obtiene D90.

5,1

40

90

 D D

8.Se traza una recta que pase por D40 y D90, y se traza una recta

paralela a ésta desde el valor de Dcg. Así se obtiene el rango de tamañode la grava

9. Con el rango de tamaño de la grava, entrar en la tabla con Dmax (0%) yDmin (100%) según la escala U.S. o Tyler. Se determinan los extremos.

10. Se determina el ancho de la ranura del forro por medio de:

100*

3

2 D   100

 Ds   

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 44/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Método de Coberly & Wagner

Dg 13 d10

Tamaño de la grava, no más de 13

veces el 10 percentil de la arena de

formación.

DgTabla de Gravas

comerciales disponibles

d10 10

d10

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 45/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Método de Gumperts

D 11 d10

Dg Tabla de Gravas

comerciales disponibles

d10 10

d10

Tamaño de la grava, no más

de 11 veces el 10 percentil

de la arena de formación.

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 46/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Método de Hill

Dg 8 d10

Dg Tabla de Gravas

comerciales disponibles

d1010

d10

Tamaño de la grava, no más de 8

veces el 10 percentil de la arena de

formación.

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 47/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Selección del Diámetro del Forro o Rejilla

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 48/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Selección del Ancho y Densidad de las Ranuras

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 49/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Selección de la Densidad de las Ranuras

Número de Ranuras/pie:

N = 12*p*D*C100*W*L

Donde:

N= Numero de ranuras requeridas /pie. ( Si N<32, redondee al mílutiplo más cercanode cuatro; si N>32, redondee al múiltiplo más cercano de 8).

p = Constante (3,1416).

D= Diámetro exterior del forro (pulg).

C= Área abierta requerida (3% y 6%).

W= Ancho de ranura (pulg).

L= Longitud de la ranura (pulg).

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 50/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Selección de la Longitud de la Ranura

La longitud de las ranuras individuales se calibra en el diámetro interior deltubo. La práctica usual aconseja tener ranuras de 1 ½ pulg. de longitud paraanchos de 0.030” y menos, ranuras de 2” de largo para anchos entre 0.030” hasta0.060” y ranuras de 2 ½” para anchos de 0.060” y más. La tolerancia para anchosde las ranuras suele ser de +- 0.003” para anchos de 0.040” y más, y +- 0.002” 

para anchos menores que 0.040”

. Tipos de Ranuras

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 51/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Ejemplo típico de Rehabilitación (Side Track)

 

T 4 E l ió C l d A

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 52/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Condiciones Recomendación

D10/D95<10

D40/D90<3

SUB 325 MESH<2%

Los valores bajos del factor de ordenamiento y de finos, indican que es candidato acompletación con rejilla. Necesita permeabilidad de formación de por lo menos 1Darcy para completación con tubería revestida y perforada, y posible uso de rejillapreempacada.

D10/D95<10

D40/D90<5

SUB 325 MESH<5%

Intervalos medios a bajos, con finos justamente por encima del límite. Pueden sercompletados con rejilla de nueva tecnología, como por ejemplo rejillas tejidas.Necesita por lo menos 1 Darcy de permeabilidad para completación con hoyo

revestido y perforado.

D10/D95<20

D40/D90<5

SUB 325 MESH>5%

Los rangos medios pueden ser candidatos a gravas grandes (7x ó 8x 50%), colocadascon altas tasas de agua, particularmente si el tamaño de arena en la formación esconsistente

D10/D95<20

D40/D90<5

SUB 325 MESH>10%

Los valores medios de factores de ordenamiento con presencia de finos; se tratancon una combinación de gravas de tamaño considerable y rejillas que permitan elpaso de finos.

D10/D95>20

D40/D90>5

SUB 325 MESH>10%

Los valores más altos de las relaciones de valores D, particularmente combinadoscon grandes cantidades de finos son signos críticos, mostrando necesidad de“agrandar” el hoyo (mover la interfase formación-grava lejos del hoyo), a través defracturamiento, tecnología multilateral u horizontal, o grandes volúmenes depreempaque para minimizar daños a la permeabilidad en la interfase arena-gravadebidas al flujo.

Recomendaciones de acuerdo a las relaciones de ordenamiento y lacantidad de finos

 

T # 4 E l ió C l d A

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 53/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Determine el tamaño de la grava y las ranuras del forro requerido para unpozo con las siguientes características:

Análisis Granulométrico 

A.S.T.M. Tamiz Nº  Peso retenido, gr 

4 0,99

10 2,49

16 2,6

20 2,7

30 4,57

40 19,05

50 19,63

60 34,15

80 9,02

100 4,39

120 0,15

140 0,11

170 0

200 0

230 0

325 0

Tasa de flujo: 1200 Bls/dia

Intervalo de producción: 200 pies

Tamaño del forro: 5 ½ pulgadas

Dimensión de las ranuras: 0,040¨x2¨x48 r/p

 

T # 4 E l ió C t l d A

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 54/72

Tema # 4. Exclusión y Control de ArenaCurva de Análisis Granulométrico

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,010,1110

Tamaño del tamiz, mm

   P   o   r   c   e   n   t   a   j   e   r   e   t   e   n   i   d   o   a

   c  u   m  u   l   a   d   o ,

   %

Serie1

 

T # 4 E l ió C t l d A

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 55/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

OBJETIVO DE LAS ARENAS

DE EMPAQUELa arena del empaque con grava debe garantizar la

Productividad y la mayor vida util del pozo.

Grava de elevada calidad.

Especificaciones garanticen la alta

permeabilidad.

Norma API-RP-58.

 

T # 4 E l ió C t l d A

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 56/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

CONTROL DE CALIDAD DE LAS GRAVAS

(API RP 58)

Solubilidad al Ácido Granulometría

Resistencia Mecánica Esfericidad y Redondez

Turbidez

CALIDAD DE GRAVA

 

Tema # 4 Exclusión y Control de Arena

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 57/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

A&M Solubilidad al ácido Granulometría

Resistencia Mecánica Esfericidad y Redondez

Turbidez

Norma API RP 58

PRUEBAS BASADAS EN LA

NORMA API RP 58

 

Tema # 4 Exclusión y Control de Arena

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 58/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Solubilidadácido Granulometría

ResistenciaMecánica

EsfericidadRedondez

Turbidez

Norma APIRP 58

96% del tamaño en el rango

<2% del tamaño menor

<2% del tamaño mayor

CONTROL DE CALIDAD DE LAS GRAVAS

(API RP 58)

 

Tema # 4 Exclusión y Control de Arena

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 59/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Solubilidadácido Granulometría

Resistencia

Mecánica

Esfericidad

Redondez

Turbidez

Norma APIRP 58

La esfericidad de los granos es unamedida de la forma de los granos quemas se asemejen a una esfera.

Una grava de menor esfericidad puede

romperse al bombearse y crearanempaques ineficientes.

Idealmente la grava utilizada para elempaque debe tener una esfericidadmayor o igual a 0,75.

CONTROL DE CALIDAD DE LAS GRAVAS

(API RP 58)

 

Tema # 4 Exclusión y Control de Arena

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 60/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Solubilidadácido Granulometría

Resistencia

Mecánica

Esfericidad

Redondez

Turbidez

Norma APIRP 58

La redondez de la grava es la medidade la uniformidad y la curvatura de lasuperficie de la grava . Un grano consuperficies curvas uniformes tiene un

grado alto de redondez.

Mientras mas angular sea la grava hay

mayor cantidad de bordes y puntas quese pueden romper , creando finos porlo cual resulta en un empaqueineficiente.

Una grava con redondez de 0.6 omayor es la ideal para losempaques.

CONTROL DE CALIDAD DE LAS GRAVAS

(API RP 58)

 

Tema # 4 Exclusión y Control de Arena

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 61/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Solubilidadácido Granulometría

Resistencia

Mecánica

Esfericidad

Redondez

Turbidez

Norma APIRP 58

La solubilidad de la grava en ácidosdeberá ser determinada antes de su usopara conocer el efecto que tendría untratamiento acido.

Causara perdida de material , menorvolumen del empaque lo que crearaproblemas en el pozo.

Si existe mas del 1% de solubilidadde la grava de empaque en acidoHCL-HF al 12% - 3% debera serrechazada.

CONTROL DE CALIDAD DE LAS GRAVAS

(API RP 58)

 

Tema # 4 Exclusión y Control de Arena

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 62/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Solubilidadácido Granulometría

Resistencia

Mecánica

Esfericidad

Redondez

Turbidez

Norma APIRP 58

Indica el grado de pureza de la grava

entre mas cantidad de limos y arcillastiene la muestra, mayor es la turbidez.

Se mide en NTU y la grava deberá tenermenos o igual a 250 NTU. La cantidad deimpurezas puede influir en la solubilidad

de la grava en agua o en vapor.

CONTROL DE CALIDAD DE LAS GRAVAS

(API RP 58)

 

Tema # 4 Exclusión y Control de Arena

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 63/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Solubilidadácido Granulometría

Resistencia

Mecánica

Esfericidad

Redondez

Turbidez

Norma APIRP 58

Esta especificación indica lacantidad de finos que genera

una determinada grava cuandose somete a un esfuerzo deconfinamiento.

De acuerdo a la calidad de la gravaexisten rangos de finos aceptados

en función del esfuerzo aplicado.

CONTROL DE CALIDAD DE LAS GRAVAS

(API RP 58)

 

Tema # 4 Exclusión y Control de Arena

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 64/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

GRAVAS PARA CONTROL DE ARENA DEFORMACION

ARENA NATURAL

20/40

 

Tema # 4 Exclusión y Control de Arena

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 65/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

CARACTERÍSTICAS DE LAS GRAVAS SINTÉTICAS 

Material apuntalante cerámico.

Densidad de volumen y la gravedad específica similar a arena.

Proporciona alta conductividad de fractura.

Presenta alta permeabilidad en los diferentes tamaños.

Excede las especificaciones de normas API para esfuerzos de

compresión.

Empaques de pozos profundos.

Fracturamiento de pozos.

Pozos sometidos a inyección de vapor.

RECOMENDACIONES DE USO 

 

Tema # 4 Exclusión y Control de Arena

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 66/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Redondez 0.9Esfericidad 0.9

Densidad lb/ft3(g/cc) 97 (1.57)

Gravedad Especifica 2.71

Volumen absoluto gal/lb 0.044

Solubilidad en ácido 12/3 HCl/HF

(% perdida de peso)1.7

Al2O3 51

SiO2 45

TiO2 2

Fe2O3 1

Otros 1

PROPIEDADES TÍPICAS DE LA GRAVA

COMPOSICIÓN QUÍMICA(% EN PESO)

PRUEBA DE COMPRESIÓN 12/18 16/20 20/40

@ 7500 psi 17.9 14.0 5.2% peso de finos generados

@ 10000 psi N/R 19.3 8.3

 

Tema # 4 Exclusión y Control de Arena

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 67/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

Al 2 O 3  74.3 

SiO 2  12.1 

TiO 2  1.32 

Fe 2 O 3  10.8 

Otros  1.48 

@ 8000 psi % peso de finos generados 

@ 10000 psi 

16/30   20/40 

12.0  4.2 

--  7.9 

Redondez  0.9 Esfericidad  0.9 

Densidad g /  cc  1.92 

Gravedad Especifica  3.22 

Solubilidad en ácido 12/3 HCl/  HF (% perdida de peso) 

3.7

PROPIEDADES TÍPICAS DE LA GRAVA

COMPOSICIÓN QUÍMICA(% EN PESO)

PRUEBA DE COMPRESIÓN

 

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 68/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

TEMPERATURA TIEMPO DE INYECCIÓN PH PÉRDIDA PESO° F HR INYECCIÓN %

BAUXITA SINTÉTICA560 A 600 72 7 0,720/40 9 1,3

11 3,5

ALTA ALÚMINA 560 A 600 72 7 2,320/40 9 2,4

11 3,7

ARENA OTAWA 540 A 580 192 7 31,9500 A 540 72 9 38,5500 A 540 72 11 46,1

ARENA NACIONAL530 A 570 72 11 56

SPE 11793

Las gravas sintéticas presentan gran resistencia a los cambios de phdurante los procesos de inyección de vapor.

Por lo cual presentan menor degradación durante estos procesos.

CRITERIOS PARA USO DE GRAVAS SINTÉTICAS

 

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

 

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 69/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

PRESIONES DE CIERRELa gravas utilizadas se encuentran sometidas a esfuerzos decompresión durante los procesos de fractura o/y empaques.

Dependiendo de la presión y del tipo de trabajo a realizar debe

escogerse el tipo de grava:

Empaques con grava con presiones hasta 2000 lppc. Usar grava

nacional. 

Empaques con grava con presiones hasta 4000 lppc. Usar grava

importada. 

Pozos para fracturamiento con presiones de cierre mayores a

los 4000 psi. Usar gravas sintéticas.

CRITERIOS PARA USO DE GRAVAS SINTÉTICAS

 

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 70/72

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

ESFUERZOS DE CONFINAMIENTO 

1,6

4,0 4,0

11,6

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

   F   I   N   O   S   G   E   N   E   R   A   D   O   S

   (   %   )

 WONEWOC JORDAN OTTAWA TEXAS

PRUEBAS A 4000 LPPC

ARENAS IMPORTADAS GRAVA OTTAWA 20/40

4,00 4,90

21,80 25,90

32,90 40,40

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

PRESIÓN DE CIERRE

   %   D   E

   F   I   N   O   S   G   E   N   E   R   A   D   O   S

2,5

7,9

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,08,0

   F   I   N   O   S   G   E   N   E   R   A   D   O   S   (   %   )

7500 10000

ARENAS SINTÉTICAS

 

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 71/72

y

12000 MD-FT

20000 MD-FT

6000 MD-FT

CONDUCTIVIDAD DE LA FRACTURA.

PRESIÓN DE CIERRE (PSI) 

 

Tema # 4. Exclusión y Control de Arena

 

100

5/10/2018 7. Exclusión y Control de Arena - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7-exclusion-y-control-de-arena 72/72

y

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Serie1