DETERMINACIÓN DE LOS GRADIENTES DE PRESIÓN
INTRODUCCIÓN PRINCIPALES RETOS QUE ENCUENTRA LA INDUSTRIA
La búsqueda de hidrocarburos se hace a cada vez mayores profundidades.
Determ Det ermina inarr la dens densidad idad ade adecua cuada da del lodo lodo..
Determ Det ermina inarr la profudid profudidad ad de asentam asentamien iento to de la tubería tubería de revestim revestimient iento. o.
Geometrías Geomet rías complej complejas. as.
INTRODUCCIÓN PRINCIPALES RETOS QUE ENCUENTRA LA INDUSTRIA
La búsqueda de hidrocarburos se hace a cada vez mayores profundidades.
Determ Det ermina inarr la dens densidad idad ade adecua cuada da del lodo lodo..
Determ Det ermina inarr la profudid profudidad ad de asentam asentamien iento to de la tubería tubería de revestim revestimient iento. o.
Geometrías Geomet rías complej complejas. as.
INTRODUCCIÓN
El conocimiento de los gradients juega un papel importante en las oper op erac acio ione ness de pe perf rfor orac ació ión n y la te term rmin inac ació ión n de po pozo zos. s.
Con programas de perforación bien planeados se reduce el daño caus ca usad ado o po porr el flflui uido do de pe perf rfor orac ació ión n a la lass fo form rmac acio ione ness pr prod oduc ucto tora ras. s.
Se incrementa el ritmo de penetración y se disminuyen cons co nsid ider erab able leme ment nte e lo loss pr prob oble lema mass pr prov ovoc ocad ados os po porr ma mall as asen enta tami mien ento to de las tuberías de revestimiento. Especialmente en zonas con presión anor orm mal donde la pre ressió ión n de form rma ació ión n est stá á muy cerca de la presió ión n de fractura.
INTRODUCCIÓN
Los perfiles de presiones permiten planear la perforación de un pozo y determinar como se llevará el control mientras se perfora.
Un perfil de presiones relaciona:
La presión de formación
El gradiente de fractura
Densidad del lodo
PRESIONES HIDROSTÁTICA
Es la ejercida por la columna de fluido sobre una unidad de área. 2 = 3
H ( ), donde H es la TVD.
La presión hidrostática es afectada por:
Contenido de sólidos
Gases disueltos
GRADIENTE DE PRESIÓN HIDROSTÁTICA
GRADIENTE DE PRESION ES OBTENIDO CON LA SIGUIENTE ECUACIÓN.
=
MW= DENSIDAD DEL FLUIDO (LODO) EN lbs/gal
Se debe calcular con relación a una referencia fija.
El gradiente ayuda en tener una referencia gráfica de las presiones
() ()
= 0.052 MW = PRESIÓN DE UNA COLUMNA DE 1 PIE
PRESENTACIÓN GRAFICA DE VARIAS PRESIONES
PRESIÓN DE SOBRECARGA
Es la presión ejercida por el peso combinado de la matriz de la roca y los fluidos contenidos en los espacios porosos de la misma (agua, hidrocarburos, etc.) sobre las formaciones subyacentes.
S= peso matríz rosca + peso fluido intersticial
PRESIÓN DE FORMACIÓN
La presión de formación es aquella a la que se la encuentran confinados los fluidos dentro de la formación. También se la conoce como presión de poro.
Suelen ser normales, anormales o subnormales.
Los pozos con presión normal no generan problemas para su planeación.
Los pozos con presiones subnormales pueden requerir de TR’s adicionales para cubrir las zonas débiles o de baja presión.
A la presión de formación comúnmente se le llama gradient de presión. Lo cual es INCORRECTO.
PRESIÓN ANORMAL
Las presiones anormales se definen como aquellas presiones mayores que la presión hidrostática de los fluidos de la formación (de salinidad normal promedio).
Se le atribuyen a la combinación de varios procesos entre estos, geológicos, geoquímicos, geotérmicos y mecánicos.
PRESIÓN NORMAL
La presión de poros se relaciona con la salinidad de los fluidos.
La presión normal de poros es la presión hidrostática de una columna de fluido de la formación que se extiende desde la superficie hasta la fromación en el subsuelo.
Varía según la concentración de sales disueltas en el fluido de formación, tipo de fluido, gas permanente y gradient de temperatura.
PRESIÓN SUBNORMAL
Cuando las presiones son menores a la normal, es decir inferiors a la presión hidrostática de la columna de fluidos de formación hasta la superficie.
Ocurre con menor frecuencia que las presiones anormales. Pede tener causas naturales con el historial estratigráfico, tectónico o geoquímico del área.
PRESIÓN DE FORMACIÓN
PROBLEMAS
PRESIONES ANORMALES
Selección del tipo y densidad del lodo
La selección de las profundidades de asentamiento de las tuberías de revestimiento.
Planeación de las cementaciones
Brotes y reventones
Pega diferencial
Perdida de circulación por usar lodos densos
Derrumbes de Lutitas.
PREDICCIÓN DE LAS PRESIONES ANORMALES
Datos sísmicos
Velocidad de perforación
Lutitas deleznables
Densidad de las lutitas
Unidades de gas en el lodo
Indicación de contenido de cloruro
Indicaciones de Temperatura
Registros con cable
ROP Velocidad de Perforación Es una herramiento muy útil en la detección de cambios en la presión de poro.
Factores que la influencian:
Cambios en la litología Limpieza del pondo del pozo Presión diferencial entre la columna del lodo y la presión de poros Peso sobre la barrena Velocidad de rotación Propiedades de los fluidos
PRESIÓN DE FRACTURA
Esla fuerza por unidad de área necesaria para vencer la presión de formación y Resistencia de las rocas. Es la presión a la cual se produce la rupture de la formación.
Depende de la solidez o cohesion de la roca y de los esfuerzos de compression a los que sea sometida.
A medida que aumenta la profundidad, se añaden esfuerzos de compresión de la sobrecarga de las formaciones.
Es escencial para optimizar el diseño del pozo.
GRADIENTE DE FRACTURA
GRADIENTE DE FRACTURA
GRADIENTE DE FRACTURA Prueba de Resistencia de la Formación
Finalidad:
Investigar la Resistencia del cement alrededor de la Zapata
Estimar el gradiente de fractura de la formación expuesta
Determinar la capacidad del pozo para soportar la presión por debajo de la Zapata.
Recolectar la información regional sobre la resistencia de la formación para optimizar el diseño en pozos futuros.
DETERMINACIÓN DEL GRADIENTE DE FRACTURA
Leak off test (LOT)
Se bombea fluido a una velocidad lenta y controlada para aumentar la presión contra la cara de la formación hasta crear una trayectoria de inyección de fluido en la roca. Esto indica la presión de rupture de la formación expresada en densidad de fluido equivalente, lbs/gal.
Formation integrity test (FIT)
Se presuriza la columna de fluido hasta un límite predeterminado que mostrará una presión hidrostática de fluido de densidad equivalente hasta la cual el fluido no tendrá fuga hacia la formación ni la quebrará.
PROCEDIMIENTO LOT
Perforar 5 a 10 pies por debajo de la Zapata de revestimiento. Circular para homogenizar el lodo. Levantar la barren por encima del csg shoe. Conectar la unidad de cementación a la sarta de perforación y al anular a traves de la linea de matado. Presurizar las líneas de superficie. Cerrar los arietes de la tubería en el conjunto de preventoras instalado. Comenzar a bombear a bajo caudal (gasto reducido) de ¼ BPM Mientras se bombea, observe el aumento de presión vs. volúmen bombeado (B) Parar la bomba y observer la presión final de inyección (C) Registrar (B) y (c) y los barriles bombeados.
PROCEDIMIENTO LOT
PRESIÓN DE FONDO
Cuando se perfora, la presión del fluido de perforación se ejerce sobre los costados del pozo y la mayor presión hidrostática se presenta en el fondo del agujero.
Sin embargo la presión requerida al circular el lodo por el espacio anular también actúa sobre las paredes del agujero.
Presiones adicionales se generan por el movimiento de la tuberíá o la contrapresión del espacio anular.
EQUIVALENT CIRCULATING DENSITY
La densidad aparente de circulación (ECD) esta definida como el increment en la densidad del lodo generada por la fricción. Se expresa lbs/gal. La ECD es la densidad aparente del fluido que resulta de sumar la fricción del anular a la densidad actual del lodo en el pozo. ECD
MW
( APL / 0.052 / TVD )
EQUIVALENT CIRCULATING DENSITY
La ECD es de suma importancia en operaciones de perforación porque si no se controla puede generar pérdida de fluidos, debido a las grandes pérdidas de presión en el anular.
Es afectada por la densidad, tixotropía y la viscosidad. Por lo tanto se deben mantener estos parámetros bajo control, siguiend el programa de lodos. Es de suma importancia en pozos donde se tiene ventanas de perforación muy estrechas. Se controla reduciendo las pérdidas de presión en el anular, o reduciendo
CASING DESIGN Se debe conocer:
Objetivo del pozo
Litología
Diámetros del pozo
Desempeño del Rig accesibilidad a servicios
Regulaciones ambientales y de seguridad
y
CASING DESIGN INFORMACIÓN REQUERIDA: Presión de poro, presión de fractura, dureza de la roca, perfil de temperatura, ubicación de formaciones problema (sal, lutitas, LCZ, gas superficial, agua fresca, H2S, CO2) Data direccional: ubicación en superficie, target, interferencia entre pozos. Diametros: diametro minimo del hoyo, diametro del logging tool, diametro del tbg, packers y demas herramientas de completación. Producción: densidad del fluido del packer, composición del fluido de producción, cargas máximas soportables de la zarta. Limitaciones del rig Regulaciones ambientales y legales
CASING DESIGN DISEÑO PRELIMINAR El propósito del diseño preliminary es el de establecer:
Diámetro del casing y de las brocas de cada sección
Casing setting depths
Número de casing strings.
Programa de lodos
CASING DESIGN
Se determina con la siguiente información:
Presión de poro
Dureza de la formación
Litología
Limpieza del hoyo
Daño de formación potencial
Problemas de estabilidad
Regualaciones legales y de Medio ambiente
CASING DESIGN CASING SHOE DEPTHS AND THE NUMBER OF STRINGS
Luego de haber determinado los diámetros con los que se espera llegar a la formación de interés, se debe calcular la profundidad de asentamiento de cada string.
De vital importancia la ventana de perforación!!. También conocida como Plan de pozo (well plan).
