TALLER DE INVESTIGACIN ll

TALLER DE INVESTIGACIN llPropuesta de Almacenadores Naturales

INSTITUTO TECNOLGICO DE LA CHONTALPA

ASIGNATURA:Taller de Investigacin ll

ASESOR:Ing. Fernando Ojeda Flores

CARRERA:Ingeniera Petrolera

NOMBRE DEL PROYECTO:Estimulacin Matricial de Pozos Petroleros con Daos en la formacin

PRESENTA:

NACAJUCA, TABASCO A 30 DE MAYO DEL 2014

CONTENIDO

INTRODUCCIN81.- NOMBRE DEL PROYECTO102.- ANTECEDENTES DEL PROBLEMA103.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA114.- OBJETIVOS DE INVESTIGACIN12OBJETIVO GENERAL12OBJETIVOS ESPECIFICOS125.- FORMULACIN DE HIPOTESIS126.- ALCANCES137.- LIMITACIONES138.- JUSTIFICACIN149.- ANLISIS FODA1610.- MARCO TERICO17CAPTULO 1.- FUNDAMENTOS TERICOS DE PRODUCTIVIDAD DE POZOS171.1 SISTEMA INTEGRAL DE PRODUCCIN171.2 ELEMENTOS QUE CONFORMAN EL SIP171.2.1 Yacimiento171.2.2 Pozo181.2.3 Tubera de descarga181.2.4 Estrangulador181.2.5 Separadores191.2.6 Tanque de almacenamiento191.3 ANLISIS NODAL191.4 NDICE DE PRODUCTIVIDAD221.5 EFICIENCIA DE FLUJO251.7 CURVAS DE IPR26CAPTULO 2.- ESTUDIO DE LAS DIFERENTES PROPIEDADES ROCA FLUIDO EN YACIMIENTOS PETROLEROS272.1 YACIMIENTO272.2 ACUFERO272.2.1 Acufero limitado292.2.2 Acufero semiconfinado292.2.3 Acufero libre292.2.4 Superficie piezomtrica302.3 POROSIDAD312.3.1 Porosidad Primaria312.3.2 Porosidad Secundaria322.3.3 Porosidad Absoluta322.3.4 Porosidad Efectiva322.4 SATURACIN332.4.1 Saturacin Inicial332.4.2 Saturacin Residual332.4.3 Saturacin Crtica342.5 PERMEABILIDAD342.5.1 Permeabilidad Absoluta352.5.2 Permeabilidad Efectiva352.5.3 Permeabilidad relativa352.6 VISCOSIDAD DEL ACEITE352.7 COMPRESIBILIDAD362.8 DENSIDAD362.9 CLASIFICACIN DE LOS YACIMIENTOS DE HIDROCARBUROS372.10 ARENISCAS37CAPTULO 3.- DAO A LA FORMACIN EN ARENAS393.1 DEFINICIN DE DAO393.2 DAO A LA FORMACIN Y PSEUDODAOS393.3 MECANISMOS DE DAO413.4 REDUCCIN EN LA PERMEABILIDAD ABSOLUTA DE LA FORMACIN413.5 REDUCCIN DE LA PERMEABILIDAD RELATIVA423.6 ALTERACIN DE LA VISCOSIDAD DE LOS FLUIDOS423.7 ORIGEN DEL DAO A LA FORMACIN433.8 OPERACIONES DURANTE LAS CUALES SE PRODUCE EL DAO443.8.1 Perforacin443.8.2 Cementacin453.8.3 Terminacin463.8.4 Estimulacin473.8.5 Limpieza473.8.6 Reparacin de pozos483.8.7 Produccin483.8.8 Inyeccin de agua493.8.9 Inyeccin de gas493.9 TIPOS DE DAO503.9.1 Daos por invasin de fluidos503.9.2 Dao por arcillas513.9.3 Dao por bloqueo de emulsiones523.9.4 Dao por precipitacin secundaria533.9.5 Dao asociado con la produccin543.10 EVALUACIN DEL DAO55CAPTULO 4.- ESTIMULACIONES MATRICIALES REACTIVAS584.1 DESARROLLO HISTRICO584.2 ESTIMULACIONES EN MXICO594.3 ESTIMULACIN MATRICIAL REACTIVA604.4 MTODOS DE ACIDIFICACIN61CRONOGRAMA62CONCLUSIN63RECOMENDACIONES65REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS66

ESTIMULACIN MATRICIAL DE POZOS PETROLEROS CON DAOS EN LA FORMACIN

INTRODUCCIN

Cada vez es ms difcil la extraccin del aceite, ha llevado a la industria del petrleo a desarrollar e innovar tecnologa que permita recuperar el mayor volumen de hidrocarburos. Es por ello la importancia de que las estimulaciones matriciales reactivas nos permitan lograr mayor recuperacin de hidrocarburos, a travs de la eliminacin del dao y la penetracin necesaria a la formacin.

La importancia de tener bien claros conceptos de productividad de pozos, nos permitir tener un mejor panorama acerca de consideraciones que debemos tomar en cuenta para ver si nuestro pozo es un candidato para llevarle a cabo una estimulacin matricial reactiva; la importancia de conocer su historia de produccin, as como su historial de intervenciones que se le han realizado, nos permitirn realizar una evaluacin y as seleccionar el tratamiento adecuado para el pozo.

Es por ello que en este trabajo se presenta un anlisis de aquellos conceptos importantes de productividad de pozos, as como tambin del dao que podemos encontrar en nuestro yacimiento y las condiciones por las cuales se puede dar ste.

Tambin se exponen los aspectos fundamentales e importantes acerca de los principios fundamentales de propiedades de la roca y fluidos, as como tambin de aspectos fundamentales en las estimulaciones matriciales reactivas y su interaccin con los yacimientos. El xito de nuestra estimulacin no consiste en tener slo un producto que nos permita llegar a nuestro objetivo, sino tener toda la informacin necesaria de nuestro yacimiento.

La caracterizacin de nuestro yacimiento nos permitir tener los fundamentos necesarios para poder inyectar un tipo de fluido que sea compatible con la formacin y los fluidos de sta. Lo anterior nos permitir tambin poder hacer un anlisis acerca de nuestra velocidad de reaccin y los factores que afecten para que sea ms lenta o ms rpida.

1.- NOMBRE DEL PROYECTO

Estimulacin Matricial de Pozos Petroleros con Daos en la formacin.

2.- ANTECEDENTES DEL PROBLEMA

La importancia de la restitucin y aumento en la produccin de hidrocarburos hoy en da se ha vuelto ms relevante en Mxico, debido a la gran demanda que existe por el aceite, gas y productos derivados del petrleo.

El aumento de dicha demanda, que no ha parado desde el siglo pasado, solo hace crecer la problemtica en la que se ve toda la industria del petrleo con la finalidad de satisfacerla con la mayor obtencin de la productividad de un pozo.

Todos los pozos petroleros presentan un mismo problema la declinacin de la produccin de hidrocarburo despus de cierto periodo de tiempo provocado por diversos factores. Uno de los factores que afecta en la produccin de los pozos, es el dao; el cual puede darse por varios motivos que en combinacin con una baja permeabilidad del yacimiento provoca una declinacin de la produccin del pozo.

3.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En la actualidad existe una problemtica muy seria por la declinacin de la produccin de los pozos petroleros. Es por ello la importancia de buscar alternativas que nos permitan recuperar el mayor volumen de hidrocarburos posible.

La remocin del dao es una opcin para restituir la produccin o aumentarla. Es por eso que uno de los tratamientos ms utilizados es el de la estimulacin matricial, la cual permite remover el dao a travs de la disolucin de la roca, formando as agujeros de gusano, los cuales permitirn tener mayor aportacin de hidrocarburos al pozo.

La estimulacin matricial reactiva regularmente cumple con el objetivo de la remocin del dao en la vecindad del pozo; sin embargo, existe una gran problemtica cuando no se tiene una penetracin significativa en la formacin de inters. Esto es debido a que el cido se desgasta antes de lograr llegar a la matriz de la roca.

4.- OBJETIVOS DE INVESTIGACIN

OBJETIVO GENERAL

Analizar las ventajas de la estimulacin Matricial en los pozos con problemas de produccin debido al dao a la formacin.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Verificar la implementacin de la estimulacin Matricial en los pozos productores de Mxico. Cuantificar los costos por este tipo de estimulacin. Usar la estimulacin Matricial para la eliminacin de los daos de la formacin.

5.- FORMULACIN DE HIPOTESIS

Durante el proceso de perforacin y cementacin de un pozo petrolero, encontramos altos diferenciales de presin, incompatibilidad de fluidos o la invasin de slidos. Lo que provocara algn dao a la formacin y termina afectando a la produccin del pozo.6.- ALCANCES

Tratamiento diseado para tratar la formacin cercana al pozo, en lugar de otras reas del conducto de produccin, tales como la tubera de revestimiento a travs del intervalo de produccin, los tubulares de produccin o los disparos o perforaciones. Los tratamientos de estimulacin matricial incluyen cido, solvente y tratamientos qumicos para mejorar la permeabilidad de la formacin cercana al pozo, lo que aumenta la productividad de un pozo. La estimulacin matricial es un proceso de inyeccin de fluido en la formacin, sea cido o solvente, a presiones inferiores a la presin de fractura, para mejorar la produccin o la capacidad de flujo de un pozo.

7.- LIMITACIONES

El objetivo de un tratamiento matricial es diferente en areniscas que en carbonatos. En areniscas, los tratamientos matriciales restauran o mejoran la permeabilidad natural de la formacin alrededor del pozo al remover el dao de la formacin, disolver material que tapona los poros o aumentar el tamao de los espacios porosos. En carbonatos, la estimulacin matricial crea nuevos canales (tneles) altamente conductores que sortean los daos.

Debido a estas diferencias, el criterio de seleccin para el fluido de tratamiento tambin es distinto para tratamientos de arenisca, es especialmente importante el conocimiento de la extensin, el tipo de dao, la ubicacin, el origen, la mineraloga del yacimiento (estudio petrogrfico) y la compatibilidad del fluido de tratamiento con la formacin.

8.- JUSTIFICACIN

a. Impacto social

El petrleo es la mayor fuente de cambio en las zonas donde existen yacimiento para su extraccin; y estimular los pozos donde la produccin de ya haba declinado solamente crean expectativas de que se siga el desarrollo social de las comunidades vecinas.

b. Tecnolgico

La estimulacin matricial se caracteriza por el uso de qumicos en la formacin, y el empleo de bombas para la inyeccin de los cidos a la formacin vecina a las paredes del pozo.

c. Econmico

El aumento de la produccin de todo pozo ayuda al cumplimiento de las expectativas de produccin para que Petrleos Mexicanos, (PEMEX de aqu en adelante para fines prcticos), como compaa pueda procesar el crudo; y as tenga los productos para su exportacin o venta como proveedor.

d. Viabilidad de Investigacin

El costo operativo de la estimulacin matricial en un pozo con buena viabilidad para su utilizacin se calcula en unos $ 10 USD por barril.

9.- ANLISIS FODA

10.- MARCO TERICO

CAPTULO 1.- FUNDAMENTOS TERICOS DE PRODUCTIVIDAD DE POZOS

1.1 SISTEMA INTEGRAL DE PRODUCCIN

Un Sistema Integral de Produccin (SIP) es un conjunto de elementos que nos permite llevar los fluidos producidos por el yacimiento a la superficie. Ya en superficie separa a los fluidos en sus fases lquida y gaseosa; los fluidos producidos son agua y aceite, es por ello que stos son separados en superficie de la misma manera. Finalmente se envan a instalaciones de almacenamiento y/o comercializacin.

1.2 ELEMENTOS QUE CONFORMAN EL SIP

1.2.1 Yacimiento

Un yacimiento es una trampa geolgica que contiene hidrocarburos, la cual se comporta como un sistema intercomunicado hidrulicamente, Los hidrocarburos se encuentran ocupando los poros o huecos de la roca almacn; se encuentran a alta presin y temperatura, esto debido a la profundidad en que se encuentra la zona productora1.2.2 Pozo

Es un agujero que se hace a travs de la roca hasta llegar al yacimiento; en este agujero se instalan sistemas de tuberas y otros elementos, con el fin de establecer un flujo de fluidos controlados entre la formacin productora y la superficie.

1.2.3 Tubera de descarga

Las tuberas son estructuras de acero, cuya finalidad es transportar el gas, aceite, y en algunos casos agua desde la cabeza del pozo hasta el tanque de almacenamiento. Los costos especficos en el transporte tanto de aceite como de gas disminuyen cuando la capacidad de manejo aumenta; esto se logra si el aceite, gas y agua transportan en tuberas de dimetro ptimo, para una capacidad dada.

1.2.4 Estrangulador

Es un aditamento que se instala en los pozos productores con el fin de establecer una restriccin al flujo de fluidos. Es decir, permite obtener un gasto deseado, adems de prevenir la conificacin de agua, produccin de arena y sobre todo, ofrecer seguridad a las instalaciones superficiales.1.2.5 Separadores

Los separadores como su nombre lo indica, son equipos para separar la mezcla de aceite y gas, y en algunos casos aceite, gas y agua que provienen directamente de los pozos. Los separadores pueden clasificarse por su forma o geometra en horizontales, verticales, y por su finalidad, separar dos fases (gas y liquido) o tres fases (gas, aceite y agua).

1.2.6 Tanque de almacenamiento

Son recipientes con gran capacidad de almacenaje de produccin de varios pozos. Los tanques de almacenamiento pueden ser estructuras de acero instalado en tierra firme o bien, buque-tanques, usualmente utilizado en pozos localizados costa fuera. En la industria petrolera, los tanques pueden tener una capacidad de almacenamiento que va desde 100,000 hasta 500,000 barriles. En Mxico, generalmente se cuenta con tanques de almacenamiento de 500,000 barriles.

1.3 ANLISIS NODAL

El Anlisis Nodal es una herramienta metodolgica de diagnstico. Su principal objetivo es el anlisis de sistemas complejos, as como: circuitos elctricos, lneas de flujo, sistemas de bombeo centrfugo, entre otros. La aplicacin de este mtodo a sistemas productores de hidrocarburos fue inicialmente propuesta por Gilbert en 1954, y discutida por Nind (1964) y Brown (1977). El procedimiento consiste en elegir un nodo solucin para dividir el sistema en este punto y poder analizar la interrelacin entre ambos componentes.

La justificacin de realizar un anlisis nodal a un sistema de produccin, es simplemente porque involucra en sus clculos a todos los elementos del sistema, permitiendo determinar el efecto de su variacin en la capacidad de transporte, y tener una imagen de conjunto del comportamiento del pozo.

El anlisis nodal se puede aplicar a pozos fluyentes, inyectores o productores mediante el anlisis de un sistema artificial de produccin. Por otra parte, del anlisis del comportamiento de los elementos del sistema se pueden identificar las posibles restricciones que modifiquen negativamente la capacidad de transporte del mismo. Tambin, es posible estudiar y comprender con relativa facilidad el comportamiento de estranguladores, vlvulas de seguridad, etc.

El anlisis nodal nos permitir observar los parmetros que debemos monitorear dentro de nuestro SIP, y as obtener aquellos parmetros que debemos cuidar. Es importante saber que el volumen de hidrocarburos en superficie, est en funcin de las cadas de presin que existen en nuestro sistema, es por ello que debemos tener en cuenta cada una de stas. A continuacin, en la fig.1, observamos las principales cadas de presin en el SIP y sus porcentajes. Las principales prdidas de presin en el sistema integral de produccin son las siguientes.

1. Prdidas de presin en el medio poroso. Representan entre el 10 y el 50 % de las prdidas totales.2. Prdidas de presin en la tubera de produccin (T. P.). Representan entre el 30 y 80% de las prdidas totales.3. Prdidas de presin en la lnea de descarga (L. D.): Representan entre el 5 y 30 % de las prdidas totales

1.4 NDICE DE PRODUCTIVIDAD

Cuando ponemos a producir un pozo es indispensable conocer su potencial. El potencial es el gasto mximo que aportara un pozo si se le pusiera en las mejores condiciones posibles.

El potencial debe compararse con lo que el pozo es capaz de producir en las condiciones en las que se encuentra. El conocimiento del yacimiento, las propiedades de los fluidos, el estado actual de depresionamiento, saturaciones de fluidos, permeabilidades relativas, dao al pozo y las caractersticas de la T. P. y de la L. D., permiten determinar lo que un pozo en particular puede producir.

El concepto de ndice de productividad es un intento para encontrar una funcin simple que relacione la capacidad de un pozo para aportar fluidos y un determinado abatimiento de presin.En el clculo de la productividad de un pozo, comnmente se asume (Vogel, 1968) que el flujo hacia el pozo es directamente proporcional a la diferencial de presin entre el yacimiento y la pared del pozo. En otras palabras, la produccin es directamente proporcional a una cada de presin existente en el sistema yacimiento- pozo. La constante de proporcionalidad es conocida como ndice de productividad (IP) , derivada a partir de la Ley de Darcy para flujo radial estacionario y un slo fluido incompresible.

T.V Moore (1939) sugiere un mtodo para medir la productividad de pozos, el cual requiere medir la presin de fondo fluyendo (Pwf), y la presin esttica del yacimiento (Pws) a varios gastos. La relacin del gasto de produccin de un pozo y el abatimiento de la presin en este gasto particular se denomina ndice de Productividad (IP) y se simboliza con la letra J. Si la produccin q est en bl/da de lquido a las condiciones de almacenamiento y el abatimiento est expresado en lb/pg2, el IP se define como:

A continuacin como se presenta en la fig.1.2, el comportamiento que presenta la curva es referente cuando la presin de fondo fluyendo (Pwf), es mayor que la presin de saturacin (Pb).

Cuando nos encontramos que la Pwf