ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con orimatita...

Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38

ContenidoContenido

ObjetivosObjetivos

Marco teóricoMarco teórico

MetodologíaMetodología

ResultadosResultados

ConclusionesConclusiones

RecomendacionesRecomendaciones


ObjetivosObjetivos

Objetivo generalObjetivo general

Evaluar el efecto del fluido de perforación, formulado con Evaluar el efecto del fluido de perforación, formulado con ORIMATITAORIMATITA®® O38, sobre la formación productora y la O38, sobre la formación productora y la prevención del daño a la mismaprevención del daño a la misma

Objetivos específicosObjetivos específicos

Establecer una comparación con un fluido de perforación Establecer una comparación con un fluido de perforación densificado con Baritadensificado con Barita

Caracterizar petrofísica y morfológicamente núcleos de BereaCaracterizar petrofísica y morfológicamente núcleos de Berea

Seleccionar el tipo de agente sellante (CaCOSeleccionar el tipo de agente sellante (CaCO33) a utilizar en ) a utilizar en combinación con el agente densificantecombinación con el agente densificante

Preparar las formulaciones de los sistemas de fluidosPreparar las formulaciones de los sistemas de fluidos

Efectuar ensayos de eficiencia de revoque y de invasión de filtradoEfectuar ensayos de eficiencia de revoque y de invasión de filtrado

Remover el daño ocasionado por el fluido de perforación, de ser Remover el daño ocasionado por el fluido de perforación, de ser necesarionecesario



ORIMATITAORIMATITA®®

Es un producto desarrollado por PDVSA, a partir de la Es un producto desarrollado por PDVSA, a partir de la hematita natural, que se utiliza como densificante en los hematita natural, que se utiliza como densificante en los fluidos de perforación y en las lechadas de cementación. Se fluidos de perforación y en las lechadas de cementación. Se diferencia de las hematitas convencionales, en la diferencia de las hematitas convencionales, en la composición mineralógica y en la distribución de tamaño de composición mineralógica y en la distribución de tamaño de partículaspartículas

Ventajas de la ORIMATITAVentajas de la ORIMATITA®®

La ORIMATITALa ORIMATITA®® tiene una gravedad específica superior (5,1) tiene una gravedad específica superior (5,1) a la de la Barita (4,2)a la de la Barita (4,2)

Es soluble en algunos ácidosEs soluble en algunos ácidos

Presenta alta resistencia a la atrición Presenta alta resistencia a la atrición

Los desechos de perforación, fluidos y ripios, se procesan Los desechos de perforación, fluidos y ripios, se procesan mediante las tecnologías convencionalesmediante las tecnologías convencionales



Sistema INTOILSistema INTOIL®®

Es un sistema de fluidos de perforación base aceite, que se Es un sistema de fluidos de perforación base aceite, que se utiliza en pozos de alta presión y/o alta temperatura. utiliza en pozos de alta presión y/o alta temperatura. Representa una excelente alternativa en la perforación de Representa una excelente alternativa en la perforación de yacimientos profundos, presentando una excelente yacimientos profundos, presentando una excelente estabilidad hasta temperaturas de 400 ºF. También se estabilidad hasta temperaturas de 400 ºF. También se recomienda su uso en formaciones sensibles al agua, recomienda su uso en formaciones sensibles al agua, donde reduce los problemas de inestabilidad del hoyo y el donde reduce los problemas de inestabilidad del hoyo y el daño a la formacióndaño a la formación

Composición del sistema INTOILComposición del sistema INTOIL®® 100% aceite100% aceite

Aceite mineralAceite mineral

Polímero INTOILPolímero INTOIL®®-P-P

Arcilla organofílica Arcilla organofílica

SurfactanteSurfactante

Cal hidratadaCal hidratada

DensificanteDensificante



Daño a la formaciónDaño a la formación

Se define como daño a la formación toda restricción en el Se define como daño a la formación toda restricción en el medio poroso que afecta la productividad del pozo. Esta medio poroso que afecta la productividad del pozo. Esta restricción consiste en una reducción en la permeabilidad restricción consiste en una reducción en la permeabilidad de la zona productora en la vecindad del pozo producto de de la zona productora en la vecindad del pozo producto de las operaciones de perforación, terminación y/o las operaciones de perforación, terminación y/o rehabilitación del pozo o durante la producciónrehabilitación del pozo o durante la producción

Principales mecanismos de daño a la formación Principales mecanismos de daño a la formación

Migración de finosMigración de finos

Hinchamiento de las arcillasHinchamiento de las arcillas

Invasión de sólidosInvasión de sólidos

AdsorciónAdsorción

Formación de incrustacionesFormación de incrustaciones

Formación de emulsionesFormación de emulsiones

Precipitación de asfaltenosPrecipitación de asfaltenos

Formación de parafinasFormación de parafinas

Taponamiento de las perforaciones realizadas por el Taponamiento de las perforaciones realizadas por el

cañoneocañoneo

Cambios en la mojabilidadCambios en la mojabilidad

Cambios en la saturación de fluidosCambios en la saturación de fluidos



Invasión de sólidosInvasión de sólidos

Sólidos introducidos dentro de la formación en Sólidos introducidos dentro de la formación en diferentes circunstancias. Los ejemplos más comunes diferentes circunstancias. Los ejemplos más comunes son el uso de fluidos de perforación, completación o son el uso de fluidos de perforación, completación o reparación cargados o contaminados con sólidosreparación cargados o contaminados con sólidos



Procedimiento experimentalProcedimiento experimental

Caracterización petrofísicas de los núcleos de BereaCaracterización petrofísicas de los núcleos de Berea

Caracterización morfológica de los núcleos de BereaCaracterización morfológica de los núcleos de Berea

Selección del tipo de agente sellante (CaCOSelección del tipo de agente sellante (CaCO33) a utilizar en ) a utilizar en combinación con el agente densificantecombinación con el agente densificante

Preparación de la formulación de los sistemas de fluidos Preparación de la formulación de los sistemas de fluidos

Pruebas de eficiencia de revoque con los núcleos Pruebas de eficiencia de revoque con los núcleos previamente caracterizadospreviamente caracterizados

Pruebas de invasión de filtrado con los núcleos previamente Pruebas de invasión de filtrado con los núcleos previamente caracterizadoscaracterizados

Cálculo del porcentaje de dañoCálculo del porcentaje de daño



Caracterización petrofísica de los núcleos de BereaCaracterización petrofísica de los núcleos de Berea

NúcleoLongitud

(cm)

ÁreaTransversal

(cm2)

Volumen poroso

(cc)

Porosidad (%)

Permeabilidad (md)

1 6,58 11,28 15,30 20,62 233,2

2 6,19 11,28 14,31 20,41 205,8

3 6,47 11,19 14,36 19,84 188,2

4 6,51 11,22 15,19 20,81 258,4

5 6,66 11,25 15,27 20,39 258,8

6 6,34 11,32 14,88 20,73 194,6

7 6,62 11,15 13,70 18,57 222,6

8 6,39 11,27 15,46 21,46 210,6



Caracterización morfológica de los núcleos de BereaCaracterización morfológica de los núcleos de Berea

0

20

40

60

80

100

1 10 100 1000

Diámetro (micrones)

% A

cum

ulad

o

Micrografía obtenida a partir de Micrografía obtenida a partir de la microscopía electrónica de la microscopía electrónica de

barridobarrido

Micrografía procesadaMicrografía procesadaDistribución de tamaño de canales de Distribución de tamaño de canales de

flujoflujo



Selección del tipo de agente sellante (CaCOSelección del tipo de agente sellante (CaCO33) a utilizar) a utilizaren combinación con el agente densificanteen combinación con el agente densificante

Empleando el software OPTI-BRIDGEEmpleando el software OPTI-BRIDGE

Fluidos de perforación densificados con BaritaFluidos de perforación densificados con Barita No combinar con ningún carbonato de calcioNo combinar con ningún carbonato de calcio

Fluidos de perforación densificado con ORIMATITAFluidos de perforación densificado con ORIMATITA®® O38 O38 Combinar con Carbint (D-50) 30/35 y Carbint (D-50) 40/45, en Combinar con Carbint (D-50) 30/35 y Carbint (D-50) 40/45, en

una proporción 50-50una proporción 50-50

0

20

40

60

80

100

0,1 1 10 100 1000

Diámetro (micrones)

% A

cum

ulad

o

Canales deflujoGranulometríadel lodo

0

20

40

60

80

100

0,1 1 10 100 1000

Diámetro en micrones%

Ac

um

ula

do


Lodo densificado con Lodo densificado con BaritaBarita

Lodo densificado Lodo densificado con ORIMATITAcon ORIMATITA®®

O38O38

0

20

40

60

80

100

0,1 1 10 100 1000

Diámetro (micrones)%

Acu

mu

lad

o


Lodo densificado Lodo densificado con Barita y CaCOcon Barita y CaCO33

54

36

0

10

20

30

40

50

60

Da

ño

%1 2

Lodos densificados con Barita

Con CaCO3 Sin CaCO3

Pruebas de eficiencia Pruebas de eficiencia de revoquede revoque

Pérdida de filtrado de los Pérdida de filtrado de los lodos densificados con lodos densificados con

BaritaBarita

0

5

10

15

20

25

0 50 100 150 200

Tiempo (min)

filt

rad

o (

cc

))

Con CaCO3Sin CaCO3



Preparación de la formulación de los sistemas de fluidosPreparación de la formulación de los sistemas de fluidos

Sistema INTOILSistema INTOIL® ® 100% aceite de la Baker Hughes Inteq100% aceite de la Baker Hughes Inteq

Orden de

adiciónAditivo

Cantidad del aditivo

Tiempo de

agitación(min)

Lodo densificado con ORIMATITA® O38 Lodo densificado con Barita

Sin INTOIL®-P Con INTOIL®-P Sin INTOIL®-P Con INTOIL®-P

1 Vassa LP90 287 ml 247 ml 286 ml 246 ml ---

2 CARBOGEL II 10 lpb 4 lpb 10 lpb 4 lpb 20

3 CARBOMUL HT 2 lpb 2 lpb 2 lpb 2 lpb 10

4 INTOIL®-P (Predisuelto) 0 40 ml 0 40 ml 20

5 CAL HIDRATADA 3 lpb 3 lpb 3 lpb 3 lpb 10

6 OMNIPLEX 2 lpb 2 lpb 2 lpb 2 lpb 10

7 Carbint 30-35 30 lpb 30 lpb 0 0 10

8 Carbint 40-45 30 lpb 30 lpb 0 0 10

9 ORIMATITA® O38 209 lpb 209 lpb 0 0 20

10 Barita 0 0 270 lpb 270 lpb 20

Propiedades de lodos densificados con ORIMATITAPropiedades de lodos densificados con ORIMATITA®® O38 O38

PropiedadesLodo formulado sin INTOIL®- P Lodo formulado con INTOIL®- P

Antes de rolar a 280 ºF

Después de rolara 280 ºF

Antes de rolara 280 ºF


Densidad (lpg) 12 12 12 12

Viscosidad plástica (cp) 18 20 24 34

Punto cedente (lbs/100 Pie2) 2 7 2 20

Geles 10seg/10min (lbs/100 Pie2) 5/7 5/10 3/4 10/16

% Sólidos (v/v) 12 12 12 12

% Aceite (v/v) 82 82 82 82

Filtrado HPHT (cc/30min) - 72 - 11

Propiedades de lodos densificados con BaritaPropiedades de lodos densificados con Barita

PropiedadesLodo formulado sin INTOIL®- P Lodo formulado con INTOIL®- P

Antes de rolar a 280 ºF


Antes de rolara 280 ºF


Densidad (lpg) 12 12 12 12

Viscosidad plástica (cp) 20 25 25 35

Punto cedente (lbs/100 Pie2) 5 5 1 9

Geles 10seg/10min (lbs/100 Pie2) 5/8 6/12 3/5 3/6

% Sólidos (v/v) 19 19 19 19

% Aceite (v/v) 81 81 81 81

Filtrado HPHT (cc/30min) - 58 - 9



Pruebas de eficiencia de revoque con los núcleos de BereaPruebas de eficiencia de revoque con los núcleos de Bereapreviamente caracterizadospreviamente caracterizados

Temperatura 280 ºFTemperatura 280 ºF

Presión de confinamiento 1500 lpcPresión de confinamiento 1500 lpc

Tasa de flujo 2 cc/minTasa de flujo 2 cc/min

Contrapresión 200 lpcContrapresión 200 lpc

Condiciones operacionales del simulador físico de interacción Condiciones operacionales del simulador físico de interacción del medio porosodel medio poroso

Saturación del núcleo de BereaSaturación del núcleo de Berea

con salmueracon salmuera

(2% Nacl)(2% Nacl)

Bombeo de crudo Bombeo de crudo (Producción)(Producción)

FormacióFormaciónn

PozoPozo

2 cc/min2 cc/minHasta Hasta ∆P constante∆P constante

InyecciónInyección

fluido de perforaciónfluido de perforación

Pérdida de filtradoPérdida de filtradoC/30 minC/30 min3 horas3 horas

1200 lpc 1200 lpc sabrebalancesabrebalance

por 16 horaspor 16 horas

Inyección de crudoInyección de crudo

(Producción)(Producción)

Aumento gradual de la Aumento gradual de la presión presión

Hasta levantar el revoqueHasta levantar el revoque

2 cc/min2 cc/minHasta ∆P constanteHasta ∆P constante

Bombeo de crudoBombeo de crudo




Pruebas de eficiencia de revoque con los núcleos de BereaPruebas de eficiencia de revoque con los núcleos de Bereapreviamente caracterizadospreviamente caracterizados

PA

LQK

Ley de Darcy flujo lineal Ley de Darcy flujo lineal incompresibleincompresible

λλ = Movilidad (D/cp) = Movilidad (D/cp)

KK = Permeabilidad (D) = Permeabilidad (D)

µµ = Viscosidad (cp) = Viscosidad (cp)

KK = Permeabilidad (D) = Permeabilidad (D)

Donde:Donde:QQ = Tasa de flujo (cc/seg) = Tasa de flujo (cc/seg)

∆∆PP= Caída de presión (atm) = Caída de presión (atm)

AA = Área transversal del núcleo = Área transversal del núcleo (cm2)(cm2)

0,0000

0,0050

0,0100

0,0150

0,0200

0,0250

0,0300

0,0350

0 50 100 150 200 250 300

Volumen de fluido que atraviesa el núcleo (cc)

Mo

vili

da

d (

K/µ

)

Crudo inyectadoantes del lodo

Crudo inyectadodespues del lodo

Comportamiento de la movilidad de los fluidos antes y Comportamiento de la movilidad de los fluidos antes y después de inyectar el fluido de perforacióndespués de inyectar el fluido de perforación

100*%inicial

finalinicialDaño

Cálculo del dañoCálculo del daño

0

4

8

12

16

20

24

0 50 100 150 200

Tiempo (min)

Filt

rad

o (

cc

)

Lodo con OrimatitaO38 sin INTOIL-P

Lodo con OrimatitaO38 con INTOIL-P

Lodo con Barita sinINTOIL-P

Lodo con Baritacon INTOIL-P

Pérdida de filtrado de los fluidos Pérdida de filtrado de los fluidos de perforación tanto densificados de perforación tanto densificados con ORIMATITAcon ORIMATITA® ® O38, como con O38, como con

BaritaBarita

3

40

6

36

0

10

20

30

40

%

1 2

Fluido de perforación

Con INTOIL-P Sin INTOIL-P

ORIMATITA® 38 Barita

Daño causado por los fluidos de Daño causado por los fluidos de perforaciónperforación

Propiedades

Lodo densificado con ORIMATITA® O38

Lodo densificado con Barita

Con INTOIL®-P Sin INTOIL®-P Con INTOIL®-P Sin INTOIL®-P

Presión de levantamiento

del revoque (lpc)

30 150 30 120

Daño (%) 3 40 6 36

Presión de levantamiento de los Presión de levantamiento de los revoquesrevoquesMovilidaMovilida

ddInicialInicial

MovilidaMovilidadd

FinalFinal



Pruebas de invasión de filtrado con los núcleos de BereaPruebas de invasión de filtrado con los núcleos de Bereapreviamente caracterizadospreviamente caracterizados

Condiciones operacionales del simulador físico de Condiciones operacionales del simulador físico de interacción delinteracción del

medio porosomedio poroso

Temperatura 280 ºFTemperatura 280 ºF

Presión de confinamiento 1500 lpcPresión de confinamiento 1500 lpc

Tasa de flujo 2 cc/minTasa de flujo 2 cc/min

Contrapresión 200 lpcContrapresión 200 lpc


fluido de perforaciónfluido de perforación

FormacióFormaciónn

PozoPozo

1200 lpc 1200 lpc sabrebalancesabrebalance

por 16 horaspor 16 horas


filtrado de lodofiltrado de lodo

2 cc/min2 cc/minCuatro volumen Cuatro volumen

porosoporoso

Cierre del Cierre del sistemasistema

Por 16 horasPor 16 horas2 cc/min2 cc/min

Hasta ∆P constanteHasta ∆P constante

Bombeo de crudoBombeo de crudo




Pruebas de invasión de filtrado con los núcleos de BereaPruebas de invasión de filtrado con los núcleos de Bereapreviamente caracterizadospreviamente caracterizados

0,0000

0,0100

0,0200

0,0300

0,0400

0 50 100 150 200 250 300 350

Volumen de f luido que atraviesa el núcleo (cc)

Mov

ilidad

(K

/µ)

Crudo inyectado antesdel filtrado de lodoFiltrado de lodo

Crudo inyectado despuésdel filtrado de lodo

Comportamiento de la movilidad de los fluidos antes y Comportamiento de la movilidad de los fluidos antes y despuésdespués

de inyectar filtrado de lodode inyectar filtrado de lodo

Daño causado por los filtrado de lodoDaño causado por los filtrado de lodo

16

8

15

10

0

10

20

%

1 2

Filtrado de lodo

Con INTOIL-P Sin INTOIL-P

ORIMATITA® 38 Barita

MovilidaMovilidadd

InicialInicial

MovilidaMovilidadd

FinalFinal

PA

LQK

100*%

inicial

finalinicialDaño

MovilidadMovilidad Porcentaje de Porcentaje de dañodaño


ConclusionesConclusiones

El sistema de fluido de perforación INTOILEl sistema de fluido de perforación INTOIL®® 100% aceite densificado 100% aceite densificado con ORIMATITAcon ORIMATITA®® O38 puede ser usado para perforar las formaciones O38 puede ser usado para perforar las formaciones productoras de hidrocarburos. productoras de hidrocarburos.

El porcentaje de daño que pueda originar a la formación productora El porcentaje de daño que pueda originar a la formación productora un lodo 100% aceite densificado con Barita, será el mismo que un lodo 100% aceite densificado con Barita, será el mismo que pueda ocasionar un lodo 100% aceite densificado con ORIMATITApueda ocasionar un lodo 100% aceite densificado con ORIMATITA®® O38.O38.

La determinación de la distribución de partículas de los fluidos que La determinación de la distribución de partículas de los fluidos que se utilizan para la perforación de formaciones productoras, depende se utilizan para la perforación de formaciones productoras, depende básicamente de la distribución de los canales de flujo de dichas básicamente de la distribución de los canales de flujo de dichas formaciones.formaciones.

El filtrado de lodo del sistema INTOILEl filtrado de lodo del sistema INTOIL®® 100% aceite, será dañino a la 100% aceite, será dañino a la formación productora si no se logra la formación de un revoque formación productora si no se logra la formación de un revoque efectivo.efectivo.

Para minimizar el daño a la formación productora, es necesario incluir Para minimizar el daño a la formación productora, es necesario incluir en la formulación del lodo el uso de un controlador de filtrado y una en la formulación del lodo el uso de un controlador de filtrado y una selección apropiada de la distribución de partículas. selección apropiada de la distribución de partículas.

El revoque formado por el sistema INTOILEl revoque formado por el sistema INTOIL®® densificado con densificado con ORIMATITAORIMATITA®® O38 es fácilmente desprendible de la cara de la O38 es fácilmente desprendible de la cara de la formación, con presiones inferiores a los 50 lpc.formación, con presiones inferiores a los 50 lpc.

Debido al bajo porcentaje de daño originado por el sistema INTOILDebido al bajo porcentaje de daño originado por el sistema INTOIL®® densificado con ORIMATITAdensificado con ORIMATITA®® O38, no fue necesario el uso de aditivos O38, no fue necesario el uso de aditivos químicos para removerlo, lo que implica un ahorro desde el punto de químicos para removerlo, lo que implica un ahorro desde el punto de vista económico de las operaciones de perforación en el campo.vista económico de las operaciones de perforación en el campo.

La metodología utilizada en este trabajo para la selección de la La metodología utilizada en este trabajo para la selección de la distribución de partículas de los fluidos de perforación, es aplicable distribución de partículas de los fluidos de perforación, es aplicable solo a formaciones que presentan uniformidad en sus propiedades solo a formaciones que presentan uniformidad en sus propiedades petrofísicas y morfológicas.petrofísicas y morfológicas.


RecomendacionesRecomendaciones

Utilizar el sistema de fluido de perforación INTOILUtilizar el sistema de fluido de perforación INTOIL®® 100% aceite 100% aceite densificado con ORIMATITAdensificado con ORIMATITA®® O38, para la perforación de las O38, para la perforación de las formaciones productoras de hidrocarburos. formaciones productoras de hidrocarburos.

Aplicar la metodología descrita en este trabajo, para la selección de Aplicar la metodología descrita en este trabajo, para la selección de la distribución de las partículas de los lodos y determinación de la distribución de las partículas de los lodos y determinación de efectividad de revoque, como parte integral del proceso de efectividad de revoque, como parte integral del proceso de evaluación de fluidos de perforación para las zonas productoras.evaluación de fluidos de perforación para las zonas productoras.

Evitar en lo más posible altas pérdidas de filtrado durante la Evitar en lo más posible altas pérdidas de filtrado durante la perforación de formaciones productoras con sistemas de fluidos de perforación de formaciones productoras con sistemas de fluidos de perforación INTOILperforación INTOIL®® 100% aceite. 100% aceite.

Realizar un estudio de costos para analizar si desde el punto de Realizar un estudio de costos para analizar si desde el punto de vista económico resulta rentable la implementación del sistema vista económico resulta rentable la implementación del sistema INTOILINTOIL®® densificado con ORIMATITA densificado con ORIMATITA®® O38, en comparación con O38, en comparación con otros sistemas, para la perforación de la formación productora de otros sistemas, para la perforación de la formación productora de hidrocarburos. hidrocarburos.

ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con orimatita...

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