Dispositivos ICD instalados en Ecuador están controlando la irrupcióntemprana de agua y minimizando las reservas pasadas por altoOct 29, 2010

Petroamazonas está explotando al máximo sus pozos horizontales en la selva amazónica de Ecuador gracias a lasterminaciones que incluyen unidades de control de flujo (ICD, por sus siglas en inglés). El reconocimiento de las deficienciasde los pozos horizontales convencionales motivó a Petroamazonas a abordar de antemano, con la asistencia deSchlumberger, las cuestiones de irrupción temprana de agua y los contrastes de heterogeneidad y permeabilidad. Encomparación con las terminaciones convencionales de pozos, la instalación de dispositivos ICD han demostrado que se lograun mejor desempeño de los pozos, una retraso en la potencial irrupción temprana de agua, el control de la producción dearena y una eficaz restricción de las fases altamente movibles.

Pozos horizontales: Los pro y los contras

Los pozos horizontales son superiores a los pozos convencionales en cuanto a producción y recuperación; sin embargo,están expuestos a la temprana conificación de agua hacia el talón del pozo. Debido a la variación de la permeabilidad y laproximidad de trampas de agua, el agua puede irrumpir por cualquier parte del pozo (no sólo en el talón). Más aún, lasterminaciones convencionales no manejan eficientemente los contrastes de heterogeneidad o de permeabilidad encontradosa lo largo de la formación. La irrupción temprana de agua reduce el potencial de recuperación de hidrocarburos; cuando elagua irrumpe, los hidrocarburos se pasan por alto y, en consecuencia, no se pueden drenar.

¿Por qué dispositivos ICD?

La ventaja clave de utilizar dispositivos ICD es que ajustan la presión, balancean el flujo a través de toda la secciónhorizontal del pozo, retrasan la irrupción temprana de agua y permiten un área de drenaje uniforme. La aplicación dedispositivos ICD poseen distintos objetivos: (1) obtener un perfil de influjo uniforme a lo largo del pozo, restringiendo el flujoen las zonas de alta movilidad; estimular simultáneamente las zonas de producción baja o moderada, retardando así lairrupción de agua, (2) balancear la tasa de flujo de las fases altamente móviles mientras se favorece la fase de petróleomenos móvil y (3) ajustar la presión a lo largo de toda la sección del pozo (controlando la caída de presión). Los beneficiosincluyen:

• Mejor limpieza del pozo• Minimización del efecto talón¬punta• Reducción de la conificación de gas y agua• Optimizando el flujo proveniente de las zonas altamente productivas• Estimulación de los intervalos de baja o moderada permeabilidad

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Figura 2: Ubicación de los campos principales:campos Paka Sur y Edén Yuturi, ubicados en la

Cuenca Oriente del Amazonas Ecuatoriano.

Figura 1 : Funcionamiento e interacción de una terminación con dispositivos ICD. Los fluidos ingresan en el filtroy fluyen en el espacio anular entre las líneas de acero axiales y la tubería base sin perforar hacia el encamisado

del dispositivo ICD, antes de pasar a través de las boquillas y hacia la tubería de producción

Operación y función de los ICD

Los dispositivos ICD operan como se muestra en la Fig. 1. El fluido desde el reservorio fluye a través del filtro y luego entrela malla del mismo y la tubería base hacia el encamisado y luego a través de las boquillas de cerámica. Cuando el flujo entraen las boquillas, la energía potencial se transforma en energía cinética, la cual se absorbe en la cavidad principal de lacamisa. Esto provoca la caída de presión entre el espacio anular y la tubería de producción. Existen diferentes tamaños deboquillas, lo cual hace posible diseñar la terminación con dispositivos ICD acorde con la geometría del pozo y la tasa de flujo.La configuración de la boquilla de los dispositivos ICD se puede efectuar de antemano o, alternativamente, se puede realizaren la locación. La malla de acero del filtro optimiza la distribución del tamaño de las partículas del material de puenteo y seutiliza para el control de la producción de arena.

Para proveer la solución de terminación óptima para un yacimientoespecífico, se deben investigar varias configuraciones y escenarios de losdispositivos ICD. El modelado a través del análisis Nodal es la manera máseficiente en tiempo y más económicamente efectiva de simular distintosescenarios de terminación, además de permitir una selección cuidadosaentre varias opciones de diseños de terminación, minimizando laincertidumbre. El análisis Nodal predice qué sucederá en un escenario depronóstico/validación y el mejor caso es utilizado como dato de entrada enun simulador dinámico del yacimiento.

Bloque 15, Ecuador

El Boque 15 en la Cuenca Oriente del Ecuador se compone de doscampos principales: Paka Sur y Eden Yuturi (Fig. 2). Ambos sonyacimientos clásticos cuyos sistemas roca-fluido presentan propiedadesvariables. Esta cuenca forma parte de los sistemas de drenaje del Río

Amazonas y cubre un área de aproximadamente 80.000 km2, y es muyprolífica en la producción de petróleo y gas. Los desafíos que presenta el yacimiento en el Bloque 15 incluyen friccionesocasionadas por el efecto talón¬punta y el contraste de permeabilidades. Además, partes de los pozos están posicionadascerca del contacto agua¬petróleo y están expuestas a una irrupción temprana de agua (Fig. 3a). En un yacimientoheterogéneo cuya roca exhibe propiedades variables, que posee capas de alta permeabilidad, presenta

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compartimentalización y cuya descripción es incierta, las terminaciones convencionales son propensas a un drenajepreferencial a lo largo de zonas ladronas con capas de alta permeabilidad. Esto se traduce en un drenaje no uniforme delyacimiento y en un barrido no eficiente del área el cual deja reservas pasadas por alto (Fig. 3).

Figura 3: Terminaciones sin unidades de control de flujo ICD. La tecnología de dispositivos ICD atenúay/o elimina el efecto talónpunta en un yacimiento homogéneo, consolidado o no. Estos dispositivos

permiten que toda la sección del pozo contribuya a la producción

Simulación con dispositivos ICD en el Bloque 15

Debido al espesor del yacimiento, la columna de petróleo y el fuerte empuje de agua, se seleccionaron pozos horizontalespara ser terminados con dispositivos ICD, en lugar del pozo desviado convencional. Inicialmente, se consideraron variosescenarios de simulación posibles con el objeto de evaluar el desempeño de los dispositivos ICD versus el de unaterminación convencional. Se evaluaron las respuestas para un pozo y luego se colocaron los dispositivos frente a unaformación consolidada. Las simulaciones se llevaron a cabo con un simulador hidráulico de análisis Nodal para comparar eldesempeño de una terminación con filtros convencionales versus el de una terminación con dispositivos ICD.

Se optó por enfoque muy conservador, tomando como criterio de selección la comparación de la interacción entre la presión,la contribución de flujo del yacimiento al pozo y la reducción del corte de agua. El resultado mostró una eficiente demora dela irrupción de agua (dondequiera que fuese) y una producción mejorada. El corte de agua se redujo de cerca del 74%(terminación convencional) a alrededor del 30% utilizando dispositivos ICD en la terminación final. Se escogió ICDs con unencamisado desmontable para permitir la calibración con los datos en tiempo real y ajuste final, previo a la instalación delequipo de terminación.

Perforación con control geológico

La herramienta clave de geo-navegación y adquisición de registros durante la perforación (LWD), en la formaciónconsolidada es un delineador de bordes de capa con capacidad de navegación dentro del yacimiento. La herramientaefectúa una medición direccional profunda de 360 grados y altamente sensible a los contrastes de la formación, además deposeer la capacidad de mostrar la orientación de los bordes hasta 21 pies de distancia desde la pared del pozo. Para elloutiliza una combinación de última tecnología con bobinado inclinado y frecuencias y espaciamientos múltiples.

Terminación del pozo

El pozo en cuestión fue el primer pozo horizontal terminado con dispositivos ICD en una formación consolidada en el Bloque15. El posicionamiento preciso del pozo, la navegación del mismo y los datos de geocontrol en tiempo real, permitieron a losingenieros revisar y calibrar el caso base de modelado con dispositivos ICD y verificar la terminación definitiva con talesdispositivos. La configuración y el tamaño de las boquillas de los dispositivos ICD fueron perfeccionados y reconfigurados enel sitio del pozo antes de bajar al mismo el dispositivo ICD completamente ajustable. La Fig. 4 muestra el diagrama determinación final con ICDs y empaquetadores. Los empacadores minimizan el flujo anular y los riesgos de: erosión y

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taponamiento de los filtros. La simulación de la irrupción de agua en la terminación con dispositivos ICD, mostró unadisminución significativa del corte de agua en comparación con la obtenida en una terminación convencional.

Figura 4: Arquitectura final de la terminación con dispositivos ICD instalados en el pozo, el cual fue terminadofrente una formación consolidada. La terminación con dispositivos ICD ha mostrado un mejor desempeño que

el de una terminación convencional

Desempeño del pozo

La instalación de dispositivos ICD frente a la formación consolidada ha demostrado un mejor desempeño que el obtenido conuna terminación convencional, reduciendo el corte de agua, balanceando el flujo, monitoreando la presión y demorando lapotencial irrupción temprana de agua.

La eficiente operación del campo fue posible gracias a la simulación temprana de distintos escenarios y casos base condispositivos ICD. Se utilizó la opción de encamisado desmontable del dispositivo ICD y los datos en tiempo real facilitaron elrefinamiento del tamaño de la boquilla a utilizar con los dispositivos ICD totalmente ajustables en lugar de utilizarconfiguraciones fijas. La exitosa instalación de dispositivos ICD, motivó a Petroamazonas a aplicar esta tecnología en otroscampos.

*Marca de Schlumberger

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