BALEOS 1.
Introducción.
La culminación de los trabajos en un pozo para obtener producción de hidrocarburos es la operación de baleos o disparos, la cual consiste en perforar la cañería de revestimiento, cemento y formación para establecer comunicación entre el pozo y los fluidos del yacimiento. La correcta selección del sistema de baleo es de importancia relevante ya que de esto dependerá la productividad del pozo y la disminución de intervenciones adicionales que implican altos costos. 2.
Objetivo general.
Determinar que se entiende por baleos, y dar a conocer la selección correcta e importancia del sistema. 3.
Desarrollo.
El proceso de baleo de un pozo es básicamente, es el proceso mediante el cual se establece una comunicación entre el reservorio productivo y el interior del pozo mismo (“wellbore”). (“wellbore”).
3.1.Objetivos 3.1. Objetivos de los baleos.
Lograr flujo efectivo entre el pozo y el yacimiento para evaluar intervalos productores, optimizar recobro e inyección y aislar zonas.
Evaluar zonas productoras.
Mejorar la producción por inyección.
Efectuar trabajos de cementación.
3.2. Proceso de Cañoneo.
El cañoneo comienza desde el
posicionamiento en el fondo del pozo, junto a una zona
productora, de un “CAÑÓN”, que contiene explosivos con cargas de formas específicas y hechas especialmente para poder causar perforaciones en pozos entubados. Todo cañoneo se genera, en una fracción de segundo, por medio de cargas huecas, las cuales tienen un efecto de cavidad explosiva. 3.2.1. Cargas explosivas.
Las cargas consisten de tres partes principales que son: detonador, cordón detonante y carga explosiva moldeada. Carga Principal: Provee la energía necesaria para producir el jet. Cantidad de explosivo: 2 gr
(pequeños huecos) 30 gr (grandes diámetros). Liner: Suministra la masa necesaria para que el jet penetre el revestimiento, el cemento y la
formación. Su forma, espesor y composición influyen en la profundidad, diámetro y efectividad de la perforación. Primer: Está compuesto de una pequeña cantidad de explosivo. Transporta la
onda desde la
cuerda de detonación hasta el explosivo principal. Cuerda Detonadora: Transporta la onda iniciada por el detonador para encender las cargas de
perforación. Diámetro externo: Generalmente en un rango de 1.10 pulgadas (in) hasta 0.25 pulgadas (in).
1. Detonador o iniciador. 2. Cordón Detonante. 3. Carga Explosiva Moldeada.
Operación de baleos de pozos; Bajar un cañón a través del POZO, Ponerlo en profundidad Y Disparar sus cargas explosivas frente a la capa potencialmente productiva.
La zona de daño.
3.3. Baleos de tubería de revestimiento.
En toda operación de baleo de tubería de revestimiento de un pozo se tomaran las siguientes medidas de seguridad.
Mantener el pozo controlado
Evitar el escape de petróleo crudo o gas
Estar provisto de los instrumentos adecuado para el control de la operación
Mantener avisos de seguridad en el terraplén y entrada del pozo
Mantener apagados los radios receptores durante la operación
Mantener extintores cerca al pozo
3.4. Tipos de cañones. A) Transportados y detonados mediante guaya eléctrica. Cañones Recuperables: Se pueden
sacar fácilmente del pozo, no causan
deformación
revestimiento
son
del
explosivos
encerrados de alta resistencia, tiene varias limitaciones.
Cañones Semi – recuperables: tienen flujo recuperable, La resistencia y la flexibilidad del strip
hacen que el sistema pueda pasar por las restricciones que normalmente presentan la tubería.
Cañones NO Recuperables: Al detonar la carga se fragmenta la cubierta en pequeños
pedazos, los desechos quedan en el pozo.
B) Transportados con tubería (TCP Tubing Conveyed Perforator).
Se bajan utilizando una tubería con empacadura de prueba, maximizan la Longitud de perforación, maximizan el diámetro del agujero de entrada, es posible disparar bajo balance, limpieza de las perforaciones, no hay selectividad en el cañoneo.
3.5. Disparos. A) Disparos de bala.
La velocidad de la bala en el cañón es aproximadamente de 3300 pies/seg. Las balas son disparadas hacia el revestidor atravesando el cemento hasta llegar a la formación. El desempeño
disminuye al incrementar la dureza de las formaciones, del revestidor y con cementos de alta consistencia. Es poco utilizado en la actualidad pero continúa aplicándose en formaciones blandas.
B) Disparo a chorro.
También llamado ‘’cañoneo con cargas moldeadas tipo chorro’’, mas del 95% de las operaciones actuales de cañoneo utiliza este método, Esta técnica es extremadamente delicada en relación con una secuencia necesaria de eventos, la cual comienza por el encendido del detonador eléctrico; este a su vez da inicio a una reacción en cadena detonador-explosivo principal. El material del forro comienza a fluir por la alta presión de la explosión. Ventajas:
No deja residuo en el pozo. No causa deformación de la tubería de revestimiento. Son operablemente seguros, ya que los componentes explosivos están completamente encerrados. Se puede operar a grandes profundidades y a presiones relativamente altas. Pueden hacerse selectividad de zonas con ellos. Poseen buena resistencia química.
Desventajas:
Son más costosos que los otros tipos de cañones. Su rigidez limita la longitud de ensambles, especialmente de cañones de gran diámetro. En cañones pequeños, se limita la cantidad de explosivos que puede ser utilizada, debido al
tamaño de la carga. Por lo tanto, se reduce la penetración que se puede alcanzar con este cañón. 3.6.Parámetros básicos para el cañoneo.
Densidad del Cañoneo:
Número de cargas por unidad de longitud.
Dirección del Tiro (Fase):
Ángulo entre cargas.
Separación de Cargas:
Distancia
entre
la
pared
interior
del
revestidor y la carga. Penetración:
Longitud de la perforación realizada por una carga.
Diámetro de entrada de la Perforación:
Diámetro del agujero que se crea en el revestidor durante el cañoneo
3.6. Geometría del baleo o perforaciones.
1) Densidad de Cañoneo: se define como el número de cargas por unidad de longitud. Las más comunes son las de 2 a 4 tiros por pie (TPP).
2) Dirección de Tiro (fases): indica el ángulo entre cargas. Así, por ejemplo, las cargas pueden ser disparadas, de acuerdo con el ángulo que puede ser de 0°, 90°, 120°, 180°. 3) Separación de Cargas: indica la distancia existente entre la pared interior del revestidor y la carga. 4) Penetración: es la longitud de la perforación realizada por una carga dada. 5) Diámetro a la Entrada de la Perforación: representa el diámetro del agujero que se crea en el revestidor durante el proceso de cañoneo 6) Rendimiento de la Perforación: es el rendimiento real de la perforación en relación con el de una perforación ideal realizada con el núcleo experimental. 7) Factores de Efectividad La efectividad del cañoneo depende fundamentalmente de los siguientes factores:
Tipo de equipo usado en el proceso
Cantidad y tipo de cargas del cañón
Técnicas usadas en la completación del pozo
Características de la tubería y del cemento
Procedimiento usado para el cañoneo
Cargas de alta penetración.
•
La geometría del liner es cónica, alargada y fina (de 42 a 45º), produciendo un chorro
estrecho. •
La penetración es relativamente profunda (mayor de 13 pulg.) y el diámetro del
agujero es pequeño (de 3/8 pulg. a ½ pulg.). •
El pico de presión de colapso en la línea central alcanza unos 29 000 000 lpc.• Las
velocidades del chorro pueden ser mayores de 26 000 pies/seg. •
El 20% de la forma del liner forma el chorro de alta velocidad; el 80 % restante pasa a
ser de movimiento lento. 3.7.Daño a la formación.
El daño a la formación se considera como el cambio de y K en las zonas más cercanas alrededor de pozo que restringen el flujo de los fluidos desde el yacimiento hasta el pozo, ocasionando caídas de presiones adicionales y disminución en la producción.
Características de la zona de daño.
Su espesor oscila entre ¼’’ a ½’’. •
El espesor no es uniforme en el tunel.
•
El mayor daño esta en la entrada del agujero.
•
Su K puede ser entre un 10% a 20% de la presentada en la zona virgen.
3.8.Métodos De baleos. A) Cañones bajados a través de tubería de producción (Throug tubing).
En este método, primero se baja la tubería con empacadura de prueba o se baja la completacion final, luego se crea un diferencial de presión negativo (Ph
Brinda seguridad durante las operaciones por tener tubería dentro del pozo Permite el cañoneo del pozo bajo la condición de bajo balance, lo que garantiza tener túneles cañoneados limpios de residuos de cañones. Disponibilidad de cañones de hasta 32 pulg de penetración y con densidades de disparos de 4 @ 6 TPP. Capacidad de monitorear comportamiento de producción, presiones de fondo en las operaciones de cañoneo por plataforma
Desventajas
Intervalos a ser cañoneados está limitada al uso de coñones cuya longitud es menor o igual a 30 pies por corrida Disparo afectado por la holgura y la orientación de las cargas debido a la diferencia de diámetros entre el cañón y el revestimiento a ser cañoneado B) Completación con Tubing Gun - Cañones por Revestidor (Casing Gun)
Estos cañones se bajan por el revestidor utilizando una cabria o equipo de guaya. Generalmente la carga se coloca en soportes recuperables. Estos cañones se bajan a través del revestidor utilizando una cabria o equipo de guaya, generalmente, las cargas se colocan en soportes recuperables, este tipo de cañoneo se ejecuta con diferencial de presión positivo (Ph>Pf), lo cual permite mantener control del pozo. El procedimiento es el siguiente:
Se coloca fluido en el pozo, de modo que la presión sea mayor que la presión del yacimiento, Se procede al cañoneo.
Ventajas Puede disparar en zonas de alta presión. Tiempo de operación de 4 a 8 horas. Servicio más económico con respecto a TCP (cañones transportados por tuberías de producción). Son más eficientes que los de tuberías en operaciones fracturamiento o inyección No dañan el revestidor cuando se usan con carga tipo chorro. Son útiles en perforaciones donde existen zonas dañadas por fluidos de perforación o por deposición de escamas, debido a su alta capacidad de penetración. Opción para cargas de alta Penetración. Operación rápida aumentando el rango de temperatura para las cargas usadas. Hasta 12 DPP.
Opción para cargas de gran diámetro de entrada. En caso de falla tiene pérdida de tiempo mínimo. Permite selección del tamaño del cañón compatible con diámetro de la tubería de revestimiento.
Desventajas Existe la posibilidad de cañonear en forma irregular lo que permitiría que no funcionen las bolas sellantes utilizadas como desviadores en la acidificación o fracturamiento. Punto débil del cable eléctrico. Se dispara con pozo lleno de fluido de matado. Reducción de la permeabilidad en un 70 a 80%. Durante el trabajo se debe interrumpir las comunicaciones de radio, operaciones de suelda pues interfieren en el disparo.
Daño severo por dispararse en condiciones de sobre-balance. Los Build ups (pruebas de restauración de presión) han indicado un factor de daño alto. Punto débil del cable eléctrico.
C) Cañones transportados por la tubería (TCP).
Se logran orificios limpios, profundos y simétricos, ya que permiten utilizar cañones de mayor diámetro, cargas de alta penetración, alta densidad de disparo, sin límites de longitud en los intervalos a cañonear en un mismo viaje, todo esto combinado con un diferencial óptimo a favor de la formación. El procedimiento es el siguiente:
Se introduce la tubería con el cañón junto con una empacadura.
Ventaja
Permite
obtener
perforaciones.
una
limpieza
de
las
Se asienta la empacadura, se
Los pozos pueden ser perforados con un
cañonea el pozo
pequeño bajo balance. Para la completación de una nueva zona o reacondicionamiento.
Desventajas Alto costo, No puede hacer selectividad en el cañoneo. Al probar otro intervalo, se debe controlar el pozo con lo cual expone la zonas existentes a los fluidos de control. Debido a que el cañón es bajado a través del tubing, pequeñas cargas son utilizadas, obteniendo reducidas penetraciones, para lograr penetraciones mayores con este sistema, el cañón usualmente es posicionado contra el casing para eliminar la pérdida de rendimiento cuando se perfora a través de líquido en el pozo. Pequeño diferencial de presión a favor de la formación, solo se puede aplicar en la primera zona o intervalo a cañonear, por limitaciones en el lubricador, punto débil del cable eléctrico o en la tubería de producción.
a) Bajo balance.
Necesita de data de pozo para determinar cálculos bajo balance, las operaciones se pueden realizar en OH.
b) Sobre balance.
Se requiere el pozo cerrado y controlado durante el cañoneo, el tunel cañoneado queda lleno de residuos, se requiere de taladro para el cañoneo y posteriormente se baja el completamiento.
c) Sobre balance extremo.
El pozo debe estar cerrado y controlado durante las operaciones, al disparar los cañones aumenta la presión en la formación, lo que produce fracturas en la formación, requiere taladro para cañonear, luego de esto se baja el completamiento.
3.9.
Nuevas tecnologías.
A) Tecnología PURE (Perforating for Ultimate Reservoir Exploitation).
El sistema de perforación PURE de perforaciones limpias garantiza que el apropiado grado de bajo-balance dinámico se puede lograr usando hardware y software especiales para la optimización de la producción, en diseños de trabajos de perforación específicos. B) Tecnología TCP propelente (sobre-balance)
Es una camisa (perclorato de potasio)
que requiere tres condiciones para inflamarse,
confinamiento mayor a 500 Psi, temperatura y presión. C) POWR/PERF.
El proceso powr/perf combina los beneficios inherentes de la perforación sobre balance con la ventaja de limpiar mecánicamente las perforaciones y mejorar la conductividad de las fracturas creadas en la formaciones de alta conductividad y bajas presiones. 4. Conclusión.
La correcta selección del sistema de disparos es de importancia relevante ya que de esto dependerá la productividad del pozo y la disminución de intervenciones adicionales. Por tal motivo los cañoneos de pozos de petróleo o gas, deben diseñarse de modo que se minimice las futuras reparaciones y se alargue al máximo la vida útil del pozo. En las operaciones de perforación y completacion de pozos una de las fases más críticas es la definición correcta de los parámetros involucrados en el proceso de cañoneo, ya que nos permitirá drenar los fluidos de la arena productora de la forma más eficiente. 5. Bibliografía.
http://www.iztacala.unam.mx/www_fesi/proteccioncivil/higieneyseguridad/memorias_e merg_quim/miercoles/1Natural.pdf
http://www.enagas.es/cs/Satellite?cid=1146230941434&language=es&pagename=ENAG AS%2FPage%2FENAG
http://www.petroaull.com.mx/interior.asp?cve_cont=23
http://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/6250/2/TESIS%20CA%C3%91ON EO%20PETROPRODUCCION.pdf
http://www.petroleoamerica.com/2011/04/canoneo-de-pozos.html
