chapter 9. Perforating for Gravel Packed Completions

CaptuloCaoneo En Completaciones Con Empaque Con GravaCaoneo en Completaciones con Empaque con GravaCaptulo 9

Introduccin

Las completaciones en hoyo revestido deben ser caoneadas para lograr una comunicacin entre la formacin y el pozo. La operacin de caoneo crea agujeros que penetran la tubera revestidora, el cemento, la zona daada y se espera que tambin penetren la formacin no daada, para minimizar el drawdown o diferencial de presin requerido para que el pozo produzca (ver Figura 9.1). Los procesos modernos de caoneo son efectivos, pero sumamente agresivos y pueden dejar una cantidad considerable de escombros dentro de los tneles de las perforaciones. En los pozos sin empaque con grava, estos escombros pueden sacarse de las perforaciones durante la produccin. En los pozos que s tienen este empaque, existe el riesgo de que los desechos queden atrapados en los tneles de las perforaciones con la arena del empaque con grava, lo cual puede ocasionar un dao permanente al pozo. Este captulo explica la tecnologa del caoneo y las tcnicas que pueden emplearse para asegurar que los tneles estn tan limpios y sin dao como sea posible, antes de instalar el empaque con grava.

Figura 9.1

Proceso de caoneo en hoyo revestido

Tecnologa de las cargas a chorroLas cargas a chorro son el principal mtodo empleado para abrir perforaciones en el revestimiento, tanto en las completaciones con empaque con grava como en las que no tienen este empaque. Las cargas a chorro consisten en una cubierta que contiene la carga, una carga iniciadora, una carga explosiva principal y un forro de algn material inerte como cobre en polvo comprimido. En el momento de la detonacin, este tipo de carga produce una onda de alta presin de plasma y a chorro, la cual, fsicamente, va punzando la tubera revestidora, el cemento y la formacin, para as crear la perforacin.

La detonacin de las cargas a chorro se inicia en la parte posterior de la carga y se mueve hacia el frente, creando as una onda de presin, la cual hace que el forro se colapse y lo obliga a moverse hacia afuera a lo largo de la lnea central de la carga. La onda de alta presin y el material colapsado del forro comienzan a formar un chorro y siguen viajando a lo largo de la lnea central de la carga, a una velocidad de 8.000 pies por segundo y, aproximadamente, 7.000.000 libras por pulgada cuadrada de presin. El forro sigue colapsando y el chorro se va estirando por el efecto de la velocidad y la presin en la punta, alcanzando 23.000 pies por segundo y 5.000.000 libras por pulgada cuadrada de presin. El extremo final del chorro viaja mucho ms lentamente (SYMBOL 177 \f "Symbol"1.000 pies por segundo) debido a la disminucin en la energa explosiva disponible, a medida que la carga se va consumiendo. La elevada presin y velocidad en la punta del chorro hace que la tubera revestidora, el cemento y la formacin se deformen plsticamente y liberen el paso del chorro, para as crear la perforacin. La Figura 9.2 muestra la secuencia de la detonacin en el caso de las cargas a chorro.

Figura 9.2

Secuencia de detonacin de una carga

Las cargas a chorro que se emplean en el caoneo pueden ser cargas de alta penetracin (DP : Deep Penetrating) y cargas de empaque con grava (GP : Gravel Pack). La forma interior de la cubierta y la forma del forro determinan la forma y el tamao del chorro que la carga origina. Un forro de carga de alta penetracin tiene generalmente un ngulo agudo y pronunciado, entre 42( y 45(. Este forro en ngulo enfoca el chorro para lograr una mayor profundidad de penetracin. La carga DP crea en la tubera revestidora una perforacin con un agujero de entrada que tiene un dimetro pequeo y una profundidad de penetracin relativamente grande. El forro de las cargas GP tiene una forma ms redondeada y suave, y se parece a la parte interior de una esfera. Esta carga crea en la tubera revestidora una perforacin que tiene un agujero de entrada con dimetro grande y una profundidad de penetracin relativamente pequea. La Figura 9.3 y la Tabla 9.1 muestran las diferencias entre las cargas de empaque con grava y las de alta penetracin. Otros factores que afectan el desempeo de las cargas incluyen la distancia entre la carga a chorro y el dimetro interior del soporte de can (es decir, lo que se denomina el "claro") y la distancia entre el dimetro exterior de dicho soporte y el dimetro interior de la tubera revestidora (es decir, la "luz"). El diseo de ingeniera del can pretende optimizar los diferentes factores para lograr el tipo de perforacin deseada.

Figura 9.3

Diseo de las cargas de alta penetracin y de empaque con grava

Tabla 9.1

Comparacin de cargas a chorro DE EMPAQUE CON GRAVA y de penetracin profunda

Caractersticas CargaCarga de penetracin profundaCarga de empaque con grava

Forro

Agujero de entrada

PenetracinAngulo agudo (42o a 45o ) y profundo

SYMBOL 187 \f "Symbol" 3/8" a 1/2" en dimetro

SYMBOL 187 \f "Symbol"13"a 30" de profundidadForro superficial, redondeado

SYMBOL 187 \f "Symbol"1/2" a 1" en dimetro

SYMBOL 187 \f "Symbol" 6" a 8" de profundidad.

Tipos de explosivos

Los materiales explosivos que generalmente se emplean para las cargas a chorro son RDX, HMX y PYX. El explosivo seleccionado depende de la temperatura de pozo mxima esperada. La exposicin a altas temperaturas por mucho tiempo hace que los explosivos se derritan y pierdan efectividad. Por lo tanto, existen grficos de temperatura vs. tiempo que permiten seleccionar el explosivo apropiado para determinadas condiciones de pozo. El RDX es el que tiene el punto de fusin ms bajo y PYX, el ms alto, mientras que el punto de fusin del HMX est entre los anteriores. La Tabla 9.2 muestra la temperatura mxima que los diferentes explosivos pueden soportar para un tiempo de exposicin de 100 horas. El explosivo RDX es el menos costoso, mientras que el PYX resulta el de mayor costo. El tipo de explosivo afectar el rendimiento de la carga debido a las diferentes caractersticas de detonacin. RDX y HMX son bsicamente iguales en trminos de emisin de energa (es decir, su rendimiento), mientras que la emisin de energa para el PYX es un 28% menor, aproximadamente.

Tabla 9.2

Temperatura nominal mxima para explosivos

con una exposicin de 100 horas

TIPO DE EXPLOSIVOLIMITE DE TEMPERATURA

RDX240o F

HMX310o F

PYX500o F

Caoneo en pozos con empaque con gravaEn los pozos sin empaque con grava, la experiencia y la teora1 indican que una densidad de cuatro disparos por pie es suficiente, en la mayora de los pozos, para alcanzar la productividad terica de la formacin en hoyo abierto, (ver Figura 9.4). Por definicin, las perforaciones en un pozo con empaque con grava estarn llenas de grava. De hecho, el llenado de dichas perforaciones con la arena del empaque con grava es una fase crtica del proceso. Debido a que esta arena tiene una porosidad de 35%, aproximadamente, una perforacin llena de grava tendr unos 2/3 de su rea de flujo de seccin transversal ocupada por grava y slo 1/3 del rea de la perforacin dejar pasar los fluidos de yacimiento. Desde otro punto de vista, podemos decir que, si 2/3 del rea de seccin transversal de la perforacin estn llenos de grava, se requiere una densidad de 12 disparos por pie para lograr el rea de flujo de seccin transversal efectiva de cuatro perforaciones que no estn llenas de arena de empaque con grava.

Figura 9.4

Coeficiente de productividad vs penetracin de las perforaciones y densidad1

La situacin de las perforaciones llenas de grava se complica an ms debido a la permeabilidad finita de la arena del empaque con grava. Incluso cuando la densidad de las perforaciones es 12 disparos por pie, si el dimetro de dichas perforaciones es pequeo, puede presentarse una cada importante de presin a travs de ellas y sta limitar la capacidad de produccin del pozo. La Figura 9.5 muestra una perforacin llena con arena de empaque con grava. Esta geometra representa las condiciones ideales y pocas veces se logra. Sin embargo, se deben hacer todos los esfuerzos necesarios y colocar tanta grava como sea posible en cada perforacin para lograr una interfaz definida y evitar la mezcla de la arena de formacin y la arena del empaque con grava. En relacin a la Figura 9.5, observe el rea de flujo lineal a travs del tnel de perforacin. Sin tomar en cuenta los efectos de la compresibilidad y turbulentos, la ecuacin de Darcy para esta rea de flujo lineal es:

SYMBOL 68 \f "Symbol"p = 13,60322 SYMBOL 109 \f "Symbol"qL

kd2donde:

SYMBOL 68 \f "Symbol"p = cada de la presin fluyente (libras por pulgada cuadrada)

SYMBOL 109 \f "Symbol" = viscosidad (centipoise)

q = tasa de flujo (barriles por da)

L = distancia desde el OD de la rejilla hasta el OD del anillo de cemento (pulgadas)

k = permeabilidad de la arena del empaque con grava (darcys)

d = dimetro de la perforacin (pulgadas)

Figura 9.5

Flujo en una perforacin ideal con empaque con grava

Para una cierta tasa de flujo, el nico factor no relacionado con el yacimiento y que puede ser controlado para reducir la cada de presin es el aumento en el rea de flujo mediante el incremento del dimetro de las perforaciones y la permeabilidad de la arena del empaque con grava, la cual se encuentra determinada por las dimensiones de la grava requerida para el control del arenamiento, como se explica en el Captulo 5. Por lo tanto, la nica variable que puede ser controlada directamente es el dimetro de las perforaciones. La Tabla 9.3 muestra los resultados de los clculos realizados utilizando la ecuacin anterior para perforaciones con diferentes dimetros y permeabilidades de la arena del empaque. Como indica dicha tabla, el mayor tamao de las perforaciones disminuye la cada de presin requerida para mantener una determinada tasa de flujo.

TABLA 9.3

Cada de presin (psi) a travs de un tnel de perforacin como funcin del dimetro de las perforaciones

Permeabilidad de la arena del empaque con grava (darcys)Dimetro de la perforacin (pulgadas)

0,250,500,751,001,25

45580,4145,164,536,323,2

69378,594,642,123,715,1

119219,554,924,413,78,8

Tasa de flujo = 10 bpd Viscosidad = 3 cp Longitud = 4"

Con base en lo que se ha explicado hasta ahora, es evidente que el caoneo en pozos con empaque con grava requiere dimetros de agujero grandes y elevadas densidades de disparo. Este punto resulta an ms evidente si se realiza un anlisis de sistemas para el influjo del yacimiento y el flujo de salida de la completacin y la tubera de produccin del pozo. Un anlisis de este tipo es lo que frecuentemente se denomina anlisis nodal o de sistemas y puede resultar sumamente til para optimizar la productividad del pozo. La lgica de este anlisis consiste en considerar el flujo proveniente del yacimiento como un influjo potencial hacia el sistema, mientras que la capacidad de la tubera de produccin representa el flujo de salida. La Figura 9.6 muestra los resultados influjo/flujo de salida para un pozo tpico de alta permeabilidad que requiere un empaque con grava. La figura muestra cinco curvas para el influjo de yacimiento y una para el flujo de salida por la tubera de produccin. La interseccin de las curvas de influjo con la del flujo de salida indica la tasa de flujo terica posible proveniente de un pozo. Las cinco curvas para el influjo de yacimiento representan los casos siguientes: productividad ideal (es decir, no hay dao y tampoco empaque con grava); alta densidad de disparos y tamao grande de agujero; alta densidad de disparos con tamao pequeo de agujero; baja densidad con tamao grande de agujero, y baja densidad de disparos con tamao pequeo de agujero. Como puede verse, el segundo caso es el que ms se acerca a la productividad ideal del pozo. Esta situacin predomina en la mayora de los pozos que requieren un empaque con grava.

Parmetros de pozo: revestimiento de 7" en hoyo 8-1/2"; presin de yacimiento: 3.500 psi; temperatura de yacimiento: 170o F; permeabilidad: 200 md.; zona productora neta: 25 ft.; 8.500 ft. al centro de las perforaciones; gravedad de crudo: 35o API; gravedad del gas: 0,65; relacin gas/crudo: 1.000 scf/stb; dimetro exterior rejilla: 3"; obturador a 8.250 ft.; zona de invasin de 24" con permeabilidad de 100 md.; zona triturada de 5" con permeabilidad de 20 md.

Figura 9.6

Efecto de la densidad de disparo y el dimetro de las perforaciones en el rendimiento de un empaque con grava

El agujero de entrada grande y las perforaciones con alta densidad de disparos que se requieren para las completaciones con empaque con grava pueden ser creados con caones corridos con guaya o caones transportados por la tubera de produccin. Los segundos se prefieren porque pueden caonear todo el intervalo de produccin con subbalance en una sola operacin. La capacidad de caonear intervalos largos en una sola operacin resulta an ms importante al requerirse el subbalance de la zona a ser caoneada, como se explicar ms adelante. El can con cable permite caonear unos 40 ft. de perforaciones a la vez, de manera tal que, si la zona a ser caoneada es larga, se requieren corridas mltiples con el cable, trabajando siempre a la presin de formacin, excepto en la primera corrida, la cual podra ser con subbalance. El can corrido con cable es ms conveniente en los intervalos cortos, que pueden ser caoneados en una sola operacin. Cuando las temperaturas de formacin son elevadas, la velocidad a la cual los caones bajados con cable pueden ser corridos, posicionados y detonados puede permitir el uso de explosivos HMX o RDX, especificados para temperaturas menores y que resultan menos costosos y ms eficientes, en comparacin con el PYX.

El enfoque de anlisis de sistemas puede ser aplicado para disear las perforaciones ptimas requeridas en una formacin determinada. En muchos casos, sin embargo, puede resultar un ejercicio ms bien acadmico, porque no siempre se conoce el nmero exacto de perforaciones que contribuyen al flujo (debido a errores de disparo o tneles que no estn en comunicacin con la formacin permeable). Adems, no es posible determinar cuntas perforaciones estn taponadas con desechos. En la mayora de los casos, el enfoque prctico consiste en realizar el anlisis de sistemas para determinar los requerimientos en cuanto a densidad ideal de disparos y el tamao de agujero, y despus se selecciona el can que pueda cumplir los requerimientos en cuanto a las perforaciones y alguna ventaja adicional, si es posible, sin problemas operativos graves o costos demasiado altos.

Otra consideracin es que, a menos que los caones estn centrados, las perforaciones no tendrn la misma profundidad o dimetro en todas las direcciones. Si las cargas no penetran de manera profunda (como sucede con las cargas de empaque con grava), las perforaciones en una direccin pueden no penetrar siquiera el cemento que est afuera del revestimiento. Tambin existe el riesgo de que algunas cargas en el can no acten como se espera. Debido a la posibilidad de tener menos perforaciones buenas y tiles disponibles para empaque con grava y produccin, siempre se deben caonear los pozos con tantas perforaciones como resulte prctico.

Limpieza de las perforaciones

Como ya se indic anteriormente, cuando se detona un explosivo de carga a chorro, se forma un chorro de plasma que puede fcilmente alcanzar presiones por encima de 5.000.000 psi en el frente de la onda de presin. A estas presiones, prcticamente todos los materiales son plsticos y penetrables. La carga no "quema" o "corta" un agujero a travs del material en el frente de la onda de presin. En lugar de eso, el chorro a presin se abre camino "a la fuerza", literalmente, en el material, as como un clavo entra en un pedazo de madera.

Cuando el chorro entra en la formacin a travs del revestimiento y el cemento, los materiales inmediatamente adyacentes a la formacin se compactan. El cemento y la formacin, que son de estructura cristalina, se compactan ms que el acero. Por esta razn, se crea una "zona compactada" daada alrededor de la circunferencia de la perforacin en la formacin, como muestra la Figura 9.7 Esta zona compactada puede tener hasta 1/2" de espesor y una permeabilidad de slo un 20% de la permeabilidad original que tena la formacin

Figura 9.7

Resultados tpicos del caoneo sin limpieza

Adems, la carga a chorro genera escombros que se depositan en la perforacin. El metal de la cubierta es, generalmente, acero, y no es soluble en cido. El forro suele ser de cobre comprimido, el cual forma residuos de cobre que se denominan "zanahorias", despus que se crea la perforacin. La zanahoria puede permanecer dentro del soporte hueco y ser recuperada o podra tambin quedarse en el tnel de perforacin o alojarse en el agujero de entrada de la tubera revestidora.

Los escombros del caoneo y la zona compactada deben ser removidos para maximizar la productividad del pozo. De lo contrario, es posible que se reduzca la tasa de produccin potencial a travs de cada perforacin daada en hasta un 80%. Los mtodos disponibles para la limpieza de las perforaciones incluyen la acidificacin, el lavado, el contraflujo y el caoneo con subbalance. Algunas tcnicas recientemente desarrolladas tambin facilitan la limpieza de las perforaciones.

Acidificacin: La acidificacin de las perforaciones consiste en inyectar en stas, despus que han sido creadas, un tipo y volumen de cido predeterminados, para disolver los materiales solubles en cido. En la mayora de los casos, los escombros del caoneo no son muy solubles en cido y, por lo tanto, la acidificacin es ms efectiva y se aplica mejor cuando se combina con alguna otra tcnica de limpieza de las que se explican en esta seccin. Algunas consideraciones crticas al acidificar tienen que ver con la compatibilidad del cido con la formacin, el volumen de cido a bombear y la ubicacin uniforme del cido en las perforaciones.

Es necesario realizar pruebas de solubilidad en cido con una muestra de la formacin, para as seleccionar el cido ms efectivo. Esto es de suma importancia, porque en algunas situaciones el cido termina daando la formacin, en lugar de alcanzar los objetivos de estimulacin y mayor productividad. El volumen de cido a bombear se determina, generalmente, segn el nmero de perforaciones y la longitud del intervalo caoneado.

Una colocacin deficiente del cido produce resultados variables y no uniformes que posiblemente nos lleven a una disminucin en la productividad. En condiciones ideales, cada perforacin recibir el mismo volumen de cido. En la realidad, el cido tiende a irse hacia las perforaciones que ya estn abiertas al flujo y no requieren la limpieza de manera especial. Mientras tanto, las otras perforaciones que s necesitan ser limpiadas no permiten que el cido entre en ellas, o quizs entra muy poco.

Para lograr una distribucin uniforme del cido en las perforaciones, se puede emplear un "desviador" de cido, para tratar de alejar ste de las perforaciones permeables y llevarlo hacia las daadas. La tcnica usual consiste en bombear varias etapas de cido separadas por lechadas desviadoras constituidas por un gel viscoso y arena de empaque con grava. El desviador fluir hacia las perforaciones ms permeables y las llenar con arena del empaque. La combinacin de esta arena y la alta viscosidad del gel reduce la capacidad de la perforacin en cuanto a aceptar fluido. Entonces, la etapa de cido siguiente se dirigir hacia las otras perforaciones, ms resistentes, permitiendo un tratamiento ms uniforme. Esta tcnica es la que se denomina "tratamiento cido por etapas" o "pre-empaque cido" y puede aplicarse inmediatamente despus del caoneo con subbalance y con can transportado por tubera (para obtener los mejores resultados) o justo antes realizar el empaque con grava.

Lavado: El lavado de las perforaciones incluye correr en el pozo una herramienta de copas opuestas, despus de caonear la zona productora. La herramienta de copas obtura la parte interior de la tubera revestidora y permite contar con una ruta de circulacin a travs de la herramienta y que sale por los orificios ubicados entre las copas opuestas. La herramienta se ubica en una pequea longitud (generalmente 1 pie) del intervalo caoneado y el fluido de completacin filtrado se circula a tasas elevadas, como se indica en la Figura 9.8. El objetivo del lavado es establecer una comunicacin entre varios grupos de perforaciones, para poder remover los escombros de caoneo y la zona compactada. Sin embargo, el resultado tpico del lavado es que slo se logra limpiar una perforacin dentro del espacio entre las copas.

Hace un tiempo, el lavado era una tcnica de limpieza de perforaciones comnmente utilizada. Desafortunadamente, los resultados del lavado tienden a ser impredecibles. El uso de esta tcnica no est muy difundido hoy en da. Si bien con frecuencia rechazado, el lavado ha logrado resultados favorables en algunos campos y merece consideracin, especialmente cuando se combina con otras tcnicas de limpieza, como el contraflujo y el caoneo con subbalance.

Contraflujo: Esta tcnica consiste en correr un volumen calculado de cmara atmosfrica en el pozo, despus del caoneo. La cmara atmosfrica es atrapada en la sarta de trabajo entre dos vlvulas. Se asienta un obturador y la vlvula inferior se abre exponiendo la perforacin a presin atmosfrica. Inmediatamente, se produce un oleaje en la formacin, con la fuerza suficiente como para remover los escombros y la zona compactada para sacarlos de la perforacin. El contraflujo puede resultar una tcnica muy efectiva para la limpieza de perforaciones y, con frecuencia, se utiliza seguida de un caoneo con sobrebalance y can transportado por cable. La principal desventaja del contraflujo es que requiere un viaje especial, en el hoyo, con las herramientas especficas. Adems, los resultados de esta tcnica parecen no ser uniformes, segn la evidencia documentada. En el SPE Paper 12106 del Apndice 12 , encontrar ms detalles sobre el contraflujo.

Figura 9.8

Limpieza de las perforaciones con la herramienta lavadora

Can transportado por tubera y con subbalance: El caoneo de este tipo ha resultado, segn muchas pruebas y estudios de campo, el medio ms eficiente para limpiar las perforaciones. El caoneo con subbalance es similar al contraflujo, pues aqu tambin la formacin queda expuesta a una baja presin en el pozo y se produce un oleaje que limpia las perforaciones. A diferencia del contraflujo, el cual requiere un viaje especial en el hoyo, el caoneo con subbalance se lleva a cabo junto con la operacin de caoneo. Se dice que hay "subbalance" porque la presin hidrosttica en el pozo, donde estn los caones, es menor que la presin en la formacin que se caonea. En el momento de la detonacin del can, la formacin presenta un oleaje o perodo de flujo de manera inmediata (en milisegundos). Para lograr esto, es necesario utilizar caones transportados por tubera. Si se utilizaran los transportados por cable, la magnitud del subbalance estara limitada, para evitar que los caones salten cuando se presenta el oleaje en la formacin.

Es posible ajustar la cantidad de presin de subbalance a la cual est expuesta la formacin, para obtener resultados ptimos. Generalmente, el subbalance debera llevar el oleaje de la formacin hasta el punto de falla masiva (pero sin excederlo). Si demasiado material de formacin entra en el pozo, se puede producir el atascamiento de los caones. Determinar cunto subbalance se requiere es un procedimiento de ensayo y error que se realiza para cada formacin especfica. Generalmente, se recomienda un subbalance inicial de 500 libras por pulgada cuadrada para los pozos de petrleo, y 1000 libras por pulgada cuadrada para los de gas. El objetivo del caoneo con subbalance es remover todos los escombros y la zona compactada de los tneles de perforacin, como se muestra en la Figura 9.9.

Figura 9.9

Perforacin limpiada eficientemente despus del caoneo con sub-balance

Fracturamiento: Una tcnica relativamente nueva consiste en lograr un desvo alrededor del dao de caoneo, en lugar de emplear una tcnica de limpieza o remocin. El caoneo con sobrebalance extremo se utiliza para caonear y fracturar la formacin. Para inicios del 1995, el proceso haba sido utilizado slo en formaciones con resistencias a la compresin relativamente altas.

Las completaciones del tipo fracturamiento-empaque y H2O-FRAQ han sido empleadas, de manera exitosa, en las formaciones no consolidadas, para lograr un desvo alrededor del dao de caoneo y tambin del asociado con la perforacin y la cementacin. Si bien estos procesos estn an siendo evaluados, existe evidencia de mejoras en la productividad. El Captulo 12 contiene ms informacin sobre el fracturamiento para lograr un desvo alrededor del dao.

Menor cantidad de escombros: Las cargas a chorro PERFFORM han sido desarrolladas, de manera reciente, para minimizar la cantidad de escombros de caoneo producidos y que quedan en las perforaciones. Cuando se detona una carga a chorro estndar, el forro de cobre forma una zanahoria que puede quedar en el tnel de la perforacin. Sin embargo, cuando se detona una carga a chorro PERFFORM, no se forma esta zanahoria. Una aleacin patentada, que no se consolida para formar zanahorias, es la que se emplea en el forro. Adems de eliminar el problema anterior, la carga a chorro PERFFORM produce escombros ms pequeos y mucho ms solubles en cido que los generados por una carga estndar. Las pruebas de solubilidad en cido revelan que los escombros originados por PERFFORM son solubles en un 64%, mientras que los de las cargas estndar tienen una solubilidad de slo 3%. Por lo tanto, al minimizar la cantidad de escombros creados y aumentar la solubilidad de aqullos que quedan en las perforaciones, es posible disminuir los problemas operativos, los tneles de perforacin son mucho ms limpios, los tratamientos cidos son ms eficientes en cuanto a la limpieza de las perforaciones y, finalmente, se mejora la productividad. Adems, PERFFORM permite lograr perforaciones ms limpias sin sacrificar el dimetro de los agujeros de entrada, la densidad de los disparos o la penetracin.Ventajas de las cargas a chorro PERFFORM:

No forman zanahorias

Escombros ms pequeos

Mayor solubilidad de los escombros

Pozos y perforaciones ms limpias

Menores problemas de completacin relacionados con los escombros del caoneo

Mejores tratamientos de formacin

Mejor productividad

Caoneo con subbalance y caones con barrena: Los caones con barrena y transportados por tubera se desarrollaron hacia finales del ao 90 y representan un enfoque nico y radicalmente diferente para mejorar el caoneo tradicional con subbalance. El concepto bsico del sistema es el de encerrar los caones estndar transportados por tubera y los accesorios necesarios, en una cubierta perforada. En la parte exterior de esta cubierta se encuentra una cuchilla en espiral continua, la cual forma una barrena capaz de sacar los caones de la arena del empaque, si es necesario. El objetivo y ventaja de este tipo de caones es mejorar la productividad del pozo.

Los caones estn disponibles para tuberas revestidoras de 7" y de 9-5/8" y pueden emplearse con cabezales de disparo accionados mecnica o hidrulicamente. Las cubiertas con barrenas de espiral hacia la izquierda estn aseguradas a los caones mediante conexiones especiales, que permiten la alineacin de dichas cubiertas con el patrn de disparos en espiral del can. La barrena con espiral hacia la izquierda permite que los caones roten alejndose de la arena del empaque, con una rotacin hacia la derecha.

Las cubiertas deben abarcar toda la longitud de los caones, los cabezales de disparo y la tubera por encima del cabezal de disparo, hasta un orificio de flujo. Las conexiones a travs de la seccin en espiral del ensamblaje son Stub Acme, para permitir elevadas cargas de torsin y tensin. Por encima de la seccin en espiral del ensamblaje, se utilizan accesorios de caoneo estndar, con conexiones de tubera de perforacin API IF. Un obturador especial recuperable, que soporta elevadas cargas de torsin, completa el ensamblaje estndar.

Las caractersticas y ventajas del Sistema de Caones con Barrena incluyen: Centralizacin del can gracias a las cuchillas en espiral, lo cual permite un mejor y ms uniforme desempeo de las cargas.

El patrn helicoidal de las cuchillas aumenta la velocidad del fluido en la regin anular can/tubera revestidora, lo cual permite una remocin ms eficiente de los finos de formacin y los escombros del caoneo. Las velocidades del fluido alrededor de estos caones son 4 a 5 veces mayores que alrededor de los caones estndar.

Es posible realizar el caoneo con un subbalance bastante mayor, pues el diseo de barrena permite vencer los problemas de atascamiento del can. Los caones atascados son recuperados, generalmente, por simple traccin. Si esto no funciona, pueden ser sacados girndolos hacia la derecha para separarlos de la arena de formacin proveniente de las perforaciones.

En las aplicaciones con empaque con grava, el pozo puede ser pre-empacado despus de haberlo puesto a producir, para sacar los escombros de la perforacin sin perturbar el obturador ni mover los caones. Esta tcnica se aplica, especialmente, en los pozos con alta prdida de fluido, pues la grava del pre-empaque se convierte en un agente no daino y limpio para el control de esta prdida.

Las cuchillas en espiral pueden reducir el impacto del can hasta en un 40%.

Las cuchillas en espiral y la cubierta de proteccin no interfieren con el patrn de disparos del can, lo cual permite un desempeo API estndar.

Los caones con cuchillas en espiral son compatibles con las cargas PERFORM que producen menos escombros.

Especificaciones y valores nominales para el Sistema de Caones con Barrena:

El sistema para la tubera revestidora de 7" utiliza un can de 45o, 4,5" y 12 disparos por pie, con una cubierta protectora de 4,75 " de OD y cuchillas en espiral con un OD de 5,813".

El sistema para la tubera revestidora de 9,625" utiliza un can de 45o, 6" y 12 disparos por pie, con una cubierta protectora de 6,5" de OD y cuchillas en espiral con un OD de 8,125".

El torque nominal es 6.000 ft-lb

El valor de tensin nominal es 160.000 libras sin torque y 50.000 libras con un torque de 6.000 ft-lb.

La presin nominal es 17.000 libras por pulgada cuadrada.

Resumen

Las perforaciones en un pozo con empaque con grava deben estar limpias y recibir bien la arena del empaque. La limpieza estndar de las perforaciones en los pozos que sern empacados emplea el caoneo con subbalance y caones transportados por tubera, si bien otras tcnicas tambin estn disponibles. El dimetro y nmero de las perforaciones deber ser suficiente como para no limitar la productividad del pozo cuando ste tenga empaque con grava. Los dimetros tpicos de las perforaciones, en este caso, varan de 0,75 a 1,25 pulgadas, con una densidad de 12 disparos por pie.

Referencias1. Bell, W.T., Brieger, E.F. y Harrigan, J.W., "Laboratory Flow Characteristics of Gun Perforations", SPE Paper 3444, 44ma. Reunin Anual de Otoo del SPE, New Orleans, Lousiana, 3 al 6 de octubre, 1971.

2. Bonomo, J.M. y Young, W.S., "Analysis and Evaluation of Perforating and Perforation Clean-up Methods", SPE Paper 12106, 58ma. Conferencia Tcnica Anual y Exposicin, San Francisco, California, 5 al 8 de octubre, 1983.

Tecnologa de Completaciones para Formaciones Inconsolidadas9-1Rev. 2 / June 1995 / EspaolTecnologa de Completaciones para Formaciones Inconsolidadas9-4Rev. 2 / June 1995 / Espaol

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Salida de fluido

Entrada

Fluido

Vlvula de camisa