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SUSTITUCIÓN DE PREFLUJO HCL POR SISTEMA ORGÁNICO DE REMOCIÓN DE LODO DE PERFORACIÓN

•S. Basso, G. Romera, J. Robles, W. Morris y H. PeacockSan Antonio Internacional, D&T – Neuquén

•F. Yost y G. PenagosGE Power & Water Process Technology

Mendoza, 20 al 22 de Octubre de 2010

SUSTITUCIÓN DE PREFLUJO HCL POR SISTEMA ORGÁNICO DE REMOCIÓN DE LODO DE PERFORACIÓN – 21 de Octubre de 2010

Contenido

• Introducción

• Desarrollo experimental

• Resultados de campo

• Conclusiones


Introducción

La cementación primaria es el proceso de colocar una lechada de cemento en el espacio anular entre el casing y las formaciones expuestas, al perforar el pozo. Su resultado, será fundamental para la vida productiva del pozo.

Soporte mecánico Objetivos: Aislación

Protección


Introducción

Hay 4 factores que influyen directamente en el éxito de una cementación primaria:

1.- Desplazamiento del lodo móvil (depende de reología)2.- Remoción del lodo inmóvil y retorta:

Métodos Físicos: reciprocación, centralización,etc Métodos Químicos:

» Colchones Lavadores» Espaciadores» Lechadas Removedoras

3.- Caudal de flujo y tiempo de contacto.4.- Densidad de los fluidos. Control de pérdidas.


Introducción

En la perforación de pozos en yacimientos maduros pueden coexistir:• Zonas de pérdidas con bajos gradientes de fractura.

• Capas sobrepresurizadas debido a la recuperación secundaria.

Estas condiciones han promovido el uso de fluidos de perforación base agua con altas cargas de materiales obturantes.

Como consecuencia, la remoción de estos revoques resulta ser compleja, por lo que se requieren sistemas de limpieza específicos evaluados en condiciones de operación (T, Re, t, etc.).


Remoción del revoque

Los preflujos a base de HCl han demostrado ser efectivos para remover ciertos revoques de lodos poliméricos con alto contenido de material obturante.

Estos preflujos ocasionan diversos inconvenientes:

• Dificultad en la manipulación cuando el preflujo retorna a superficie.

• Inconvenientes medioambientales por inapropiada neutralización.

• Propician la liberación de gases de formación (H2S, CO2).

• Corrosión del casing, si el colchón queda retenido en el espacio anular.


Solución

Se desarrollo un sistema de remoción químico de revoque formulado a base de una sal de ácido orgánico. El preflujo presenta las siguientes ventajas:

• Remueve los depósitos inorgánicos presentes en el revoque y el casing (carbonatos, sulfatos, sulfuros y óxidos de hierro).• Considerado no corrosivo comparado a los colchones formulados con HCl.• Posee polímero dispersante que mantiene en suspensión los compuestos removidos y agente reductor para solubilizar óxidos insolubles.• Posee agente surfactante que mejora la penetración y remoción del revoque de lodo.


Corrosividad

Resultados de velocidad de corrosión expresados en pulgadas/1000 por año (mpy).

Tratamiento VC (mpy)HCl al 5 % 438.3Acético al 10 %. 982.7FerroClean al 10 % 288.7

Velocidad de corrosión (mpy) evaluada en distintas aleaciones según norma:NACE ST 169-76.

METALURGIA TASA DE CORROSIÓN (mpy) Kleen AC9507

Carbon Steel 3.0

Cast Iron 3.0

304 Stainless Steel <0.1

316 Stainless Steel <0.1

Copper 0.1

Admiralty Brass 0.4

Bronze 0.3

Aluminium 0.3

Galvanised Steel 2.8

50/50 Tin solder 0.5


Ataque Corrosivo

Se evalúa el estado superficial de los cupones luego del ensayo.

HCl al 5 % Acético al 10 % FerroClean al 10 %

El HCl al 5 % genera picado severo en el metal. Este ataque es más intenso con el ácido acético. El FerroClean es el que menos corrosión localizada produce de los tres.


Solubilidad de CarbonatosSi bien el HCl y el Acético reaccionan más rápido, en los tres casos, la disolución de las pastillas de CaCO3 fue completa al cabo de 5 min de inmersión a temperatura ambiente.

FerroClean se utiliza para tratamientos de limpieza de cañerías de producción obturadas con depósitos inorgánicos. Su eficiencia es comparable a la obtenida con HCl al 15 %.

FerroClean HCl


Remoción de Revoque en condiciones de campo

Se evalúa la eficiencia de la remoción de revoque de lodo mediante ensayo de laboratorio utilizando muestra de lodo de campo.

Tren de colchones habitualmente utilizado:

1. Dispersante: 40 bbls Agua + 0.2% SA-21 + 1% Dispersante de lodo2. Mecánico: 25 bbls SAC-10 + 0.2% SA-21 + 260 Kg/m3 Sílice3. Químico: 30 bbls 0.2% SA-21 + 2% SA-5 + 2% SC-404. Acido: 30 bbls HCl 5% + 0.2% SA-215. Acuohumectante: 30 bbls Agua + 0.2% SA-21 + 2 % Aquafree

El 4# colchón se reemplaza por 30 bbls de FerroClean.

Se compara la eficiencia de la limpieza de los dos sistemas.


Procedimiento de ensayo

• Se genera la retorta de lodo en celda HTHP a 600 psi durante 30 minutos.• Se coloca el papel de filtro con retorta en un cilindro de 1 ½” de diámetro y se lo sostiene con una banda elástica.• Se sumerge el cilindro en el preflujo a evaluar y se lo hace girar a las rpm necesarias para simular la velocidad ascensional del pozo, durante el tiempo de contacto calculado para cada preflujo.• Se evalúa en forma cuantitativa el porcentaje de remoción.


Pozo Tipo a Cementar

Zonas de interés, para las que es crítica tener una buena adherencia

Esta tecnología fue utilizada en un yacimiento maduro de la cuenca Neuquina.

Cañería guía 9 5/8”: 257 mtsProfundidad final: 1605 mtsCáliper de pozo: 9”Casing: 7” 23#/ftTope lechada principal: 1000 mts. Tope lechada de relleno: 150 mtsLodo: Densidad: 1170 gr/lt

Visc. Plastica: 25 cp.Pto. Fluencia: 20 lb/100ft2


Características del lodo

A partir de los ensayos de remoción se definieron:

• Eficiencia del tren de colchones a utilizar.

• Composición de los colchones químicos.

• Volumen y secuencia del tren de colchones

La mayor eficiencia (~90%) se logró utilizando el colchón FerroClean.


Datos de la CementaciónPreflujos utilizados:

• 10 Bbls Colchón mecánico densificado 1270 gr/lt• 30 Bbls SurfClean• 20 Bbls FerroClean• 20 Bbls Colchón mecánico densificado 1270 gr/lt• 25 bbls Colchón Químico• 65 bbls Colchón obturante

Lechada de relleno:CTO G + 8% Cem-Max + 0.2% Turboclean + 1.5% FC-50 + 0.3% AE-11L + 0.3% MFB-12 + 1% MSS + 37% Esfelite + 104% AguaDensidad: 1300 gr/ltRendimiento: 97.05 Lts/BlsLechada Principal:CTO G + 6% Cem-Max + 1.2% FC-50 + 0.3% DC-1520 + 0.3% MFB-12 + 1% E-Plus-B5 + 6% Latex-L Plus + 54% AguaDensidad: 1760 gr/ltRendimiento: 47.87 Lts/Bls


Resultados


Conclusiones

• Los ensayos de laboratorio muestran la necesidad de utilizar sistemas químicos agresivos para lograr buena eficiencia en la remoción del revoque a fin de tener la adherencia requerida por estos pozos que suelen estar punzados en zonas próximas y la comunicación implica limitar las posibilidades de completación.

• HCl 5% muestra en laboratorio un elevado porcentaje de remoción, pero en campo presenta complicaciones por la generación de gases, producto del ataque del revoque o formaciones solubles y liberación de gases de formación, que complica su recuperación en el retorno.

• El sistema Ferroclean tiene una capacidad de disolución del revoque

carbonático equivalente al HCl, pero con una velocidad de reacción más lenta, con lo cual se mejoró la limpieza en toda la extensión de la zona a aislar y no se tuvo problemas de recuperación por zaranda.

Muchas gracias

Mendoza, 20 al 22 de octubre de 2010

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