Título: CEMENTACION DEL POZO HSR-4, UBICADO EN EL CAMPO HUMBERTO SUAREZ ROCA, MEDIANTE EL USO DE UN TAPON BALANCEADO, EN LA ARENA EL CARMEN, PARA EL CIERRE DEFINITIVO DEBIDO A PRESIONES REDUCIDAS Autor: ANAHI GABRIELA NAVARRO ASTORGA Fecha: 30/11/2016 Código de estudiante: 200114592
Carrera: INGENIERIA EN GAS Y PETROLEO Asignatura: EVALUACION DE PROYECTOS Grupo: B Docente: ING. NELSON SARAVIA CHUQUIMIA Periodo Académico: II - 2016 Subsede: LA PAZ
1
Copyright © (AÑO) por (ALVARO G. CHIPANA O.). Todos los derechos reservados.
TABLA DE CONTENIDOS
1. INTRODUCCION ................................................................ .............................................................. ..... 4 2. ANTECEDENTES .......................................... .............................................................. ........................... 5 2.1. ANTECEDENTES DEL TAPON BALANCEADO .......................................................... ........................... 5 2.2. ANTECEDENTES DEL CAMPO HUMBERTO SUAREZ ROCA. .................................... ........................... 6 2.2.1 LIMITES GEOGRAFICOS. ........................................................... .............................................. 7 2.2.2. ESTADO ACTUAL DEL CAMPO ....................................................................................................... 8 2.3. ANTECEDENTES DEL POZO HSR-4 ............................................................ ................................... 9 a)
ANTECEDENTES DE LA FORMACION EL CARMEN. .............................................................. ... 10
2.3.1 COLUMNA ESTRATIGRAFICA DEL POZO HSR-4 HSR -4 . .................................................................. 12 2.3.2 PRESIONES EN LA ARENA SARA. ......................................................... ................................. 13 2.3.2 RESERVAS EN LA ARENA SARA. ........................................................... ................................. 13 2.3.4 CEMENTACION DE LA ARENA EL CARMEN EN EL POZO HSR-4 ............................................ 13 3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................ .. .............................................................. .................................... 13 3.1. IDENTIFICACION DEL PROBLEMA ....................................................... ............................................ 13 3.2. FORMULACION DEL PROBLEMA. ........................................................ ............................................ 15 4. OBJETIVO .................................................................................... ....................................................... 15 4.1 OBJETIVO GENERAL. ................................................................. ....................................................... 15 4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS E SPECIFICOS .......................................................................................... .............. 15 5. JUSTIFICACION DEL PROYECTO .................................................. ....................................................... 16 5.1 JUSTIFICACION OPERACIONAL................................................................................................ 16 5.2 JUSTIFICACION TECNICAL. .................................................................. .... .............................................................. .................................... 17 5.3 JUSTIFICACION ECONOMICA. ECONOMIC A. ........................................................................ ......................... 18 5.4 JUSTIFICACION SOCIAL. .......................................................................................................... 18 5.5 JUSTIFICACION AMBIENTAL. ................................................................................................... 18 6. MARCO TEORICO ............................................................. ............................................................... ... 18 7. APLICACIÓN PRACTICA .................................................................................. .................................... 23 8. MATRIZ DEL MARCO LOGICO ................................................................ ............................................ 24 8.1. CALCULOS Y RESULTADOS DEL PROYECTO............................................................ PROYECTO ............................................................ ......................... 30
2
Copyright © (AÑO) por (ALVARO G. CHIPANA O.). Todos los derechos reservados.
TABLA DE CONTENIDOS
1. INTRODUCCION ................................................................ .............................................................. ..... 4 2. ANTECEDENTES .......................................... .............................................................. ........................... 5 2.1. ANTECEDENTES DEL TAPON BALANCEADO .......................................................... ........................... 5 2.2. ANTECEDENTES DEL CAMPO HUMBERTO SUAREZ ROCA. .................................... ........................... 6 2.2.1 LIMITES GEOGRAFICOS. ........................................................... .............................................. 7 2.2.2. ESTADO ACTUAL DEL CAMPO ....................................................................................................... 8 2.3. ANTECEDENTES DEL POZO HSR-4 ............................................................ ................................... 9 a)
ANTECEDENTES DE LA FORMACION EL CARMEN. .............................................................. ... 10
2.3.1 COLUMNA ESTRATIGRAFICA DEL POZO HSR-4 HSR -4 . .................................................................. 12 2.3.2 PRESIONES EN LA ARENA SARA. ......................................................... ................................. 13 2.3.2 RESERVAS EN LA ARENA SARA. ........................................................... ................................. 13 2.3.4 CEMENTACION DE LA ARENA EL CARMEN EN EL POZO HSR-4 ............................................ 13 3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................ .. .............................................................. .................................... 13 3.1. IDENTIFICACION DEL PROBLEMA ....................................................... ............................................ 13 3.2. FORMULACION DEL PROBLEMA. ........................................................ ............................................ 15 4. OBJETIVO .................................................................................... ....................................................... 15 4.1 OBJETIVO GENERAL. ................................................................. ....................................................... 15 4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS E SPECIFICOS .......................................................................................... .............. 15 5. JUSTIFICACION DEL PROYECTO .................................................. ....................................................... 16 5.1 JUSTIFICACION OPERACIONAL................................................................................................ 16 5.2 JUSTIFICACION TECNICAL. .................................................................. .... .............................................................. .................................... 17 5.3 JUSTIFICACION ECONOMICA. ECONOMIC A. ........................................................................ ......................... 18 5.4 JUSTIFICACION SOCIAL. .......................................................................................................... 18 5.5 JUSTIFICACION AMBIENTAL. ................................................................................................... 18 6. MARCO TEORICO ............................................................. ............................................................... ... 18 7. APLICACIÓN PRACTICA .................................................................................. .................................... 23 8. MATRIZ DEL MARCO LOGICO ................................................................ ............................................ 24 8.1. CALCULOS Y RESULTADOS DEL PROYECTO............................................................ PROYECTO ............................................................ ......................... 30
2
9. METODOLOGIAS Y HERRAMIENTAS .................................................................................... .............. 32 9.1. METODOLOGIA DE INVESTIGACION ............................................................................................... 32 9.2. HERRAMIENTAS H ERRAMIENTAS METODOLOGICAS ............................................................................................. ... 33 10. ALCANCE Y APORTES DEL TEMA .......................................................... ............................................ 33 10.1. ALCANCE TEMATICO ............................................................. ....................................................... 33 10.2. ALCANCE TEMPORAL ...................................................................................................... .............. 34 11. APORTES DEL TEMA ........................................................................................................................ 34 12. BIBLIOGRAFIA Y REFERENCIAS ........................................................................................................ 35
3
CEMENTACION DEL POZO HSR-4, UBICADO EN EL CAMPO
HUMBERTO SUAREZ ROCA, MEDIANTE EL USO DE UN TAPON BALANCEADO, EN LA ARENA EL CARMEN, PARA EL CIERRE DEFINITIVO DEBIDO A PRESIONES REDUCIDAS. 1. INTRODUCCION La finalidad del presente proyecto es evitar escape de fluidos de la arena Sara mediante la cementación con tapón balanceado en el pozo HSR-4. El objetivo principal al abandonar un pozo es el aislamiento permanente de todas las formaciones del subsuelo atravesadas por el pozo, aunque sellar yacimientos agotados constituye una importante preocupación en los procedimientos de cementación, en las operaciones de abandono lo ideal es aislar tanto las zonas productivas como otras formaciones. La razón por la que hace impórtate a este proyecto es que se pretende minimizar los costos operativos dentro del campo HSR-4, además que se tendrá un antecedente más de cementación de pozos dentro del campo Humberto Suarez Roca. Se demostrara que el pozo HSR-4 ha llegado a su límite técnico- económico, lo que hace insostenible que se continúe con la producción del mismo. La cobertura del proyecto es solo en la formación el Carmen, arena Sara en donde se realizará los estudios requeridos para mostrar los pasos de la cementación del nivel productor En el presente trabajo, se mostrará un panorama de la metodología y procedimientos para abandonar un pozo, haciendo mención en las operaciones de taponamiento de pozos, así como la normatividad requerida y las condiciones finales de un abandono de pozos, también se mencionan algunas técnicas para un mejor sellado del pozo. Finalmente se presenta un caso de estudio donde se plantea y ejemplifica la práctica del abandono del pozo HSR-4, también se mencionan nuevos cementos flexibles, los
4
cuales ayudan a mejorar el sello en el pozo abandonado para evitar fugas o problemas en el futuro. Nos limitaremos a cubrir únicamente el diseño del tapón balanceado dentro de la arena El Carmen, en el pozo HSR-4, el diseño de las instalaciones de superficie se lo considera como un diseño convencional para cementaciones de pozos, por lo que dentro del presente proyecto solo será mencionado. Además, las cementaciones en los siguientes niveles sub-superficiales, llegando hasta
superficie, también serán
consideradas en forma teórica.
2. ANTECEDENTES 2.1 ANTECEDENTES DEL TAPON BALANCEADO El pozo Jisr-1 ubicado en el Sur de Omán, tenía 12 de años de antigüedad, la operación de abandono comenzó con el traslado de la unidad de la unidad de tubería flexible hacia la localización del pozo. Las válvulas del árbol se respaldaron con válvulas nuevas, se armaron preventores de la tubería flexible para asegurar el control del pozo. Equipos de seguridad y detección de gas se instalaron antes de entrar al contrapozo. A continuación, se extrajo el tapón del colgador de la tubería de producción utilizado para la suspensión temporal del pozo. El espacio anular entre la tubería de producción y la primera tubería de revestimiento, se limpiaron con baches de fluido de limpieza enviados hacia debajo de la tubería y por encima del espacio anular. Dicho fluido, compuesto de surfactantes y ácidos que limpian el lodo, petróleo y parafina. La limpieza del pozo es importante debido a que los sellos del pozo pueden desplazarse si el lodo u otros materiales lo hacen después del emplazamiento de tapones de cemento, además el cemento no formara un sello hidráulico perfecto con materiales que están cubiertos de hidrocarburos. La tubería de producción y el colector de sedimentos del revestimiento de 9 5/8 se limpiaron con un lanza-chorros de alta presión corrida con tubería flexible, luego se desplazaron fluidos alojados de la tubería de producción y el espacio anular con salmuera, aplicando un gradiente de presión de 11.4 KPa/m (0.5 psi/pie). Los chorros
5
de alta presión han demostrado ser eficientes al momento de limpieza. En casos de seria contaminación con petróleo, se inyecta crudo liviano y fluidos lavadores para limpiar la tubería. Esto no fue necesario en este pozo, donde un baño de 2 m3 de surfactante, con tiempo de contacto de 10 minutos, se considero suficiente para limpiar el espacio anular. El equipo de operaciones coloco un bache espaciador de bentonita en el fondo del pozo con tubería flexible a fin de que sirviera de base del tapón de cemento. Dicho bache se disparo a 342 m (1.122 pies) por encima del tapón de cemento base. El tapón de aislamiento del yacimiento se coloco desde 50 m (164 pies) por debajo del disparo mas profundo hasta 50 m por encima del tope del intervalo disparado. Para cumplir este requisito a un costo mínimo, se coloco un espaciador de bentonita de 280 m (920 pies) en el fondo del pozo como relleno. El primer tapón de cemento se coloco con tubería flexible de tal manera que cubra los disparos. Mas arriba en el pozo (a la misma profundidad de la zapata de revestimiento de 13 3/8), se coloco un segundo tapón, luego de haber fijado un tapón puente dentro de la tubería de producción de 3 ½ pulgadas, utilizando tubería flexible. Se dispararon la tubería de producción de 3 ½ de pulgadas y el revestimiento de 9 5/8 pulgadas y se colocó un tapón de cemento de pared a pared. A continuación, se fijó un tapón puente a 155 m (508 pies) y se disparó la tubería a 150 m, por último se bombeo el tapón de cemento de superficie. A diferencia de los procedimientos de tapones previos de cemento, no fue necesario probar a presión el tapón de superficie.
2.2 ANTECEDENTES DEL CAMPO HSR El campo Humberto Suarez Roca inicio sus operaciones con el pozo HSR-1, productor de gas y condensado, a partir del año 1998 empieza la declinación de la presión natural de surgencia, debido a esto algunos pozos del campo son asistidos por sistemas de levantamiento artificial, hasta que en mayo de 2003 se noto claramente que los caudales de producción eran pobres, ese mismo año, en Diciembre, se decidió cambiar las Bombas Hidráulicas.
6
2.2.1 LÍMITE GEOGRÁFICO El proyecto de Abandono y taponamiento por Tapón Balanceado del pozo HSR-4 se realizara en:
País: Bolivia Departamento: Santa Cruz (A 120 Km de la Ciudad de Santa Cruz)
Provincia: Gutiérrez (antes Sara) Localidad: Santa Rosa del Sara Campo: Humberto Suarez Roca (HSR) Bloque: Norte Formación de interés: El Carmen Pozo: HSR-4 Titular: Chaco El centro del Campo Humberto Suárez Roca se halla ubicado aproximadamente en el punto medio entre el pozo HSR-X1 y el pozo HSR-X6, cuyas UTM, utilizando Google Maps, son las siguientes:
En coordenadas geográficas se tendrían los siguientes datos:
El acceso al campo puede efectuárselo, a través de la Carretera nacional Santa Cruz – Cochabamba, hasta la intersección de la ruta
de acceso se Santa Rosa del Sara.
7
2.2.2 ESTADO ACTUAL DEL CAMPO HSR A continuación, se muestran todos los pozos del campo Humberto Suarez Roca. TABLA 1. SITUACION ACTUAL DE LOS POZOS DEL CAMPO HSR
POZO
SITUACION
ACTUAL
DEL
POZO HSR-1
Produce
asistido
por
Bombeo
Hidráulico
HSR-4
Produce asistido por Gas Lift
HSR-5
Produce asistido por Gas Lift
HSR-6
Cerrado
por
aprisionamiento
problemas de
la
de
bomba
hidráulica y falta de circulación HSR-8
Cerrado
por
bajo
caudal
de
producción HSR-10
Intervenido en 2005 con el objetivo de mejorar la producción mediante el proceso de fracturamiento hidráulico, no cumplió su objetivo por lo que el pozo fue cerrado.
Fuente: YPFB CHACO S. A. (2013)
8
TABLA
2.
PRODUCCIÓN
DEL
CAMPO
HSR
Fuente: YPFB CHACO S. A. HISTORIAL DE PRODUCCIÓN 2014
2.3 ANTECEDENTES DEL POZO HSR-4 El pozo HSR-4, es un pozo productor de Gas y Condensado, se encuentra produciendo mediante sistema de levantamiento artificial Gas Lift,
pero
últimamente los niveles de producción han ido decreciendo en forma constante, al 31 de Mayo de 2015 el pozo se encontraba produciendo a una tasa de 71.5 BDP de condensado y 53 Mpcd de gas, siendo estos valores muy reducidos, a continuación se detallan los datos del histórico de producción desde Julio de 2014 a Mayo de 2015.
9
TABLA 3: HISTORIAL DE PRODUCCIÓN DEL POZO HSR-4
Fuente: YPFB CHACO S. A., PRODUCCIÓN DE HIDROCARBUROS 2014
a. ANTECEDENTES DE LA FORMACION EL CARMEN La secuencia de la formación El Carmen (Oliveira y Leonardos, 1943) comienza con una unidad predominante arenosa con numerosas intercalaciones de conglomerados, con escasos niveles de rocas peliticas. Las areniscas son de grano medio a grueso, están bien estratificadas y presentan laminación entrecruzada. Esta formación contiene un horizonte hematitico bien estratificado, su espesor varia de 3 y 37 m. Lopez-Paulsen(etal.,1982) reconocen 2 horizontes fosilíferos: el inferior con la asociación de Phragmatolites Suarezi y el superior con Clarkeia Antisiensis. En la mayoría de los campos petroleros del sector, la perforación exploratoria alcanzo a las areniscas de esta formación. La secuencia elaborada sobre la base de testigos, recortes y registros eléctricos, permite indicar la presencia de intercalaciones rítmicas de lutitas, limolitas y areniscas. Algunos niveles arenosos se constituyen de interés, como la Arena Sara (productora en este campo). Estos cuerpos arenosos en general tienen características petrofísicas similares, presentan colores blanquecinos a grisáceos, son de grano grueso en la base y fino en el tope, su matriz es arcillosa, cemento silíceo, presentan textura cuarcitica, bien compactas, presentan microfracturas rellenadas de arcillas de color gris y/o calcita, la porosidad se la puede considerar regular. La arena Sara registro lecturas buenas de gas, con componentes de C a C con fluorescencia blanquecina en forma de manchas. Resulto productora de gas en las pruebas de formación (YPFB, 1995).
10
FIGURA 1: TOMA DE REGISTROS DEL POZO HSR-4
FUENTE: YPFB CHACO S.A.
2.3.1 COLUMNA ESTRATIGRAFICA DEL POZO HSR-4
11
A continuación, la figura 2 nos da una descripción detallada de la columna estratigráfica realizada en el pozo HSR-4, donde podemos ver claramente la descripción de la arena El Carmen: FIGURA 2: COLUMNA ESTRATIGRAFICA DEL POZO HSR-4
FUENTE: YPFB CHACO S.A.
2.3.2 PRESIONES EN LA ARENA SARA
12
El pozo empezó sus operaciones de producción a una presión de 2719,3 PSI. El 31 de noviembre del 2014 se presentó una producción de 33,2 BPD de condensado y 12,1 MPCD de gas a una presión de 1082,1 PSI esto representa una reducción de casi el 60% de presión dentro del pozo. La tabla 4 muestra las condiciones de operación del pozo HSR-4:
TABLA 4: PROPIEDADES DE LA ARENA SARA Propiedad Presión (PSI) Temperatura (°F) Profundidad (M) Porosidad Gradiente de presión (PSI/FT) Fuente: YPFB Chaco S.A.
Valor 1082,1 170 2081,2 14% 0,399
2.3.3 RESERVAS DE LA ARENA SARA Las reservas probadas de condensado de la arena Sara alcanzan a 0,479 MBBL (ver tabla 1). La rata de producción del pozo al 31 de noviembre del 2014 es de 33,2 BPD y 12,1 MPCD de gas. Tomando en cuenta que al 30 de junio del 2013 el pozo producía 100,5 BPD de condensado y 83,5 MPCD de gas (ver tabla 4) se puede observar una disminución aproximada del 89.3% en producción de condensado y 85,2 % de gas.
2.3.4 CEMENTACION DE LA ARENA EL CARMEN EN EL POZO HSR-4 La terminación del pozo HSR-4 es simple convencional, produce a través del tubing y espacio anular, el asentamiento de los packers de producción está a 20 metros del tope de la arena Sara. La profundidad de baleos está a 2010 m.
3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 3.1 IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA Un reservorio puede producir hidrocarburos de forma natural hasta un determinado tiempo, esto se debe a la perdida de energía natural que tiene el pozo, de esta manera la presión del pozo disminuye y por ende la producción llega a bajar. Bolivia tiene escasa producción de hidrocarburos líquidos y el decremento anual de hidrocarburos es severo, la caída de presión que existe cada año en pozos genera la disminución de producción de hidrocarburos.
13
El consumo actual de Bolivia es de 44430 bbl/d de petróleo y la producción de petróleo es de 44660 bbl/d, esto significa que en Bolivia la producción de petróleo es importante para el consumo que se tiene cada día. El pozo HSR-4, actualmente es asistido por sistema de levantamiento artificial “Gas Lift”. La instalación de dicho equipo no esta dando resultados positivos. Las bajas de producción mensuales esta provocando insatisfacción en la demanda. Tomando los datos de la tabla 4 podemos observar que el pozo HSR-4 tiene una producción con corte de agua de 3656 bbl, 2486 bbl de petróleo y 3323.2 Mpcd de gas. Lo que representa que la productividad del pozo es reducida. Ante la evidente caída en los niveles de producción, incluso con un sistema de gas lift instalado en el pozo, podemos llegar a la hipótesis de que el pozo esta agotado. La herramienta metodológica usada en el presente proyecto es la entrevista, para poder desarrollar una tabla que identifique los principales problemas, más su respectiva causa y efecto dentro del pozo HSR-4. TABLA 5: PROBLEMAS EN EL POZO HSR-4: CAUSA Y EFECTO
BREVE EXPLICACIÓN No CAUSA PROBLEMA EFECTO PRIORIDAD DEL PROBLEMA Ingresos El pozo HSR-4 1 Reducción de caudal Reducidas 1 de producción del presiones de reducidos por opera asistido por pozo HSR-4 operación del comercialización gas lift, la pozo HSR-4 de tendencia a Hidrocarburos reducción de presión es constante por lo que se sugiere que el pozo ha llegado a su límite técnicoeconómico. 2
Revaluar la formación El Carmen implica volver a realizar estudios de las características de esta.
Micro-fracturas en la formación El Carmen rellenadas con arcillas. Reduciendo la
Inversión 2 adicional para corrida de registros e interpretación en el pozo.
Es posible que las arcillas de la formación El Carmen estén formando taponamientos naturales en la arena Sara lo que
14
permeabilidad de la arena Sara.
reduciría la permeabilidad de esta.
3.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA Una vez planteado el problema, en cuanto a mayor inversión en sistemas de recuperación secundaria, para pocos volúmenes de recuperación de gas y condensado en el campo Humberto Suarez Roca, llegamos a proponer una presumible solución a esta condición, haciendo la siguiente pregunta.
¿Será que la cementación del pozo HSR-4, en la arena Sara, mediante el uso de un Tapón Balanceado, lograra que la empresa YPFB Chaco SA, operadora del Campo Humberto Suarez Roca, se anticipe a la posible pérdida de recursos económicos por inversiones en sistemas de recuperación secundaria que no tienen resultados favorables? 4. OBJETIVOS 4.1 OBJETIVO GENERAL
Proponer la cementación del pozo HSR-4, en la arena Sara, para su abandono definitivo, mediante el uso de un Tapón Balanceado, como un método anticipado ante la inminente inversión excesiva en sistemas de recuperación secundaria.
4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1. Realizar un análisis técnico-económico, utilizando el historial de producción del pozo HSR-4 e ingresos por producción de este. A fines de demostrar que las inversiones en sistemas de recuperación secundaria en dicho pozo, solo serán un gasto innecesario.
15
2. Establecer los parámetros mínimos de diseño del Tapón Balanceado, utilizando las características petrofísicas de la arena Sara y terminación del pozo HSR-4, para evitar fugas de fluidos a niveles superiores. 3. Diseñar el tapón balanceado en la arena Sara, mediante información de esta, para su aislamiento definitivo.
5. JUSTIFICACION DEL PROYECTO 5.1 JUSTIFICACION OPERACIONAL Últimamente los niveles de producción han disminuido en forma persistente, puesto que a partir del 31 de Mayo de 2014 el pozo se encontraba produciendo a una tasa de 71.5 BDP de condensado y 53 Mpcd de gas, valores muy reducidos. Es así que en el presente proyecto se analizaran todos los parámetros del pozo para la selección del cemento adecuado, que será utilizado en el taponamiento del pozo HSR-4. En base a los siguientes datos de la tabla 7 se verifica en forma teórica si cumple los requisitos para poder instalar tapón balanceado en el pozo HSR-4: TABLA 6: REQUISITOS MINIMOS PARA APLICAR TAPON BALANCEADO
Tipo de desperdicio inyectado Propiedad Gradiente (psi/ft)
de
Formación Carmen presión 0.399
Porcentaje de reservas 10% mínima para considerar abandono de pozo
El R. mínimo para aplicar Cumple tapón balanceado Si/no 0.412 Si 10%
Si
Temperatura en el lugar 170 del tapón de cemento (F) Profundidad (metros) Presión (psi)
150 – 200 (puede ser Si mayor en si se aplica aditivos al cemento para fraguado) 2080 al tope de la 1500 – 3800 Si arena Sara 1082,1 1000 – 3000 Si
16
FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA EN BASE A DATOS DE YPFB CHACO S.A. (2014) Y STANDARD HANDBOOK FOR COMPLETION (HALLIBURTON 2012)
5.2 JUSTIFICACION TECNICA El presente proyecto se basara en las siguientes normas técnicas y normas vigentes dentro del Estado Plurinacional de Bolivia:
Especificación API spec 10A- “especificación para cementos y materiales para cementación de pozos”.
Reglamento Ambiental Para el Sector Hidrocarburos (RASH) aprobado por Decreto Supremo 24335 de 19 de Julio de 1996.
Ley 1333 Ley de Medio Ambiente y sus respectivos Decretos Supremos.
Ley 3058 Ley de Hidrocarburos y sus respectivos Decretos Supremos.
Decreto Supremo N. 28397. Art. 127 referido al abandono técnico de reservorios y pozos.
5.3 JUSTIFICACIÓN ECONÓMICA Las compañías petroleras y gasíferas frecuentemente están expuestas a obligaciones legales, contractuales y / o constructivas para cumplir con los costos de retiro de servicio y desmantelamiento de los activos al final de su vida productiva, en adición a la restauración del lugar donde estaban esos activos. Estos costos, probablemente sean un ítem significativo de gastos para la mayor parte de las compañías petroleras y gasíferas. Con la construcción, montaje y puesta en marcha de dicho proyecto, económicamente se favorecerá a la Empresa de YPFB Chaco S.A., ya que esta tendrá más recursos económicos para sus futuras obras, en otras zonas favorables relacionadas con obras de sistemas de recuperación secundaria. Se tiene programado que para el desarrollo del presente perfil de proyecto de grado se requerirá del siguiente presupuesto estimado.
17
N° Ítem
Material
o
Actividad
Unidad
Precio (Bs)
Cantidad
Precio Total (Bs)
1
Impresiones
Hoja
0,20
1200
240
2
Internet
Mb
0,03
10000
300
3
Transporte Local
Pasaje
1,50
100
150
Pasaje
400,00
2
800
Día
100,00
5
500
Transporte al lugar
4
de aplicación
5
Viáticos
TOTAL
1990 Tabla 8: ESTIMACIÓN DE LOS COSTOS DEL PROYECTO
5.4 JUSTIFICACIÓN SOCIAL Al implementar el proyecto, Abandono del pozo HSR-4, paulatinamente se irá reduciendo las inversiones en la zona, debido a que los caudales de producción se encuentran en un estado crítico de declinación, lo que implica demasiada inversión para una reducida tasa de retorno.
5.5 JUSTIFICACIÓN AMBIENTAL Durante el Diseño, Construcción, Montaje y Puesta en marcha del proyecto se pretenderá minimizar el Impacto Ambiental durante la ejecución del proyecto según normas vigentes.
6. MARCO TEÓRICO 6.1 BREVE EXPLICACIÓN DE LA TECNOLOGÍA 6.1.1 TAPÓN BALANCEADO Es un método de abandono de pozos, Al desarrollar esta operación, se baja tubería sin ningún aislamiento mecánico, la parte inferior de la tubería es puesta por debajo del intervalo a aislar el cemento se va apilando de abajo hacia arriba, con el anular generalmente abierto. La clave del proceso es eliminar o minimizar la contaminación del cemento que ocurre a medida que el cemento de mayor densidad cae a través de los fluidos del pozo. En esta técnica el cemento se va apilando de abajo hacia arriba,
18
permitiendo al cemento mas pesado estar en el fondo. Esta técnica es también eficiente para volúmenes numerados de “RatHole” ya que simplemente el cemento se coloca 5
o 10 pies por debajo de los intervalos cañoneados, removiendo efectivamente los fluidos del fondo. Previamente se debió haber calculado los topes estimados de cemento para poder desplazarlo hasta la altura que se requiera el pozo, permitiendo que salga todo el cemento de la tubería. Una vez hecho esto, se levanta la tubería de trabajo permitiendo que el cemento aun este dentro de ella salga y busque el equilibrio con el cemento que se encuentra en el anular. Finalmente se ejerce una presión que indique que los perforados han sido empacados con cementos deshidratados. Esta presión de forzamiento necesita ser capaz de soportar la presión que se ejerce cuando se reversa el cemento remanente sin dañar el trabajo. Si la presión de forzamiento fue pequeña o no se pudo alcanzar, entonces se deja el tapón de cemento para luego ser perforado. FIGURA 3. METODO DE TAPON BALANCEADO
Fuente: STANDARD HANDBOOK FOR COMPLETION (HALLIBURTON 2012)
6.2 DEFINICIONES Y CONCEPTOS
6.2.1 HERRAMIENTA DE DESVIACIÓN La herramienta de desviación se conecta al extremo de la tubería de perforación o la tubería con la cual se coloca el tapón de cemento. Esta herramienta está equipada con jets orientados de manera que los fluidos bombeados a través de ella asciendan hacia el interior de la tubería. Si el jet se dirige hacia abajo, se puede producir una
19
contaminación de cemento o puede romperse la píldora viscosa de gelatina colocada como base debajo del tapón de cementación.
FIGURA 4. HERRAMIENTA DE DESVIACION
FUENTE: STANDARD HANDBOOK FOR COMPLETION (HALLIBURTON 2012)
6.2.2 CENTRALIZADOR DE LA TUBERÍA DE PERFORACIÓN El uso de un centralizador para centralizar la tubería de perforación y la herramienta de desviación ayuda a lograr una colocación exacta del tapón.
6.2.3 PÍLDORA VISCOSA Antes de la cementación, se puede colocar debajo de la parte inferior del tapón de cementación un bache viscoso, con esto se crea una base para las lechadas más pesadas en lodos más ligeros evitando que se hunda el cemento. (Fig.5 Inestabilidad de
interface)
20
FIGURA INESTABILIDAD
3. DE
INTERFACE
FUENTE: STANDARD HANDBOOKFORCOMPLETION (HALLIBURTON 2012)
6.2.4 CIRCULACIÓN INVERSA En los trabajos de taponamiento en agujero abierto (sobre todo si no se conoce el tamaño del agujero abierto), para conseguir que el tope del cemento superior sea correcto (TOC), se suele colocar una cantidad adicional de cemento. La tubería de perforación se levanta en el agujero hasta el lugar donde va la parte superior del cemento y el exceso de lechada se regresa. Es preferible utilizar este sistema de circulación inversa en lugar de la circulación convencional, ya que es un método más rápido y seguro. La circulación convencional tarda más tiempo y la lechada puede llegar a fraguarse, además, si no sale el 100% de la lechada, la tubería de perforación puede obstruirse. Otro factor importante que hay que tener en cuenta son los límites de seguridad de la presión de fractura. La circulación inversa tiende a aplicar una mayor presión directamente sobre la formación que la circulación convencional, ya que la presión se ejerce en la parte superior y dentro de la tubería de perforación en el
21
segundo caso. A la hora de diseñar el tiempo de espesamiento se debe tener en cuenta este tiempo en la circulación inversa. FIGURA 6. CIRCULACION INVERSA
FUENTE: STANDARD HANDBOOKFORCOMPLETION (HALLIBURTON 2012)
6.2.5 BOLAS Y DARDOS PARA TUBERÍA DE PERFORACIÓN Los dardos (con aletas de caucho), esponjas o bolas de caucho de perforación pueden bombearse antes de la lechada de cementación para limpiar el diámetro interno de la tubería de perforación, e indicar la localización de los tapones. Los dardos o bolas de caucho son más efectivos que las bolas de esponja.
6.2.6 MATERIALES I.
CEMENTO Mezcla compleja de caliza (u otros materiales con alto contenido de carbonato
de calcio), sílice, fierro y arcilla molidos y calcinados, que al entrar en contacto con el agua forma un cuerpo sólido. II.
ADITIVOS PARA EL CEMENTO Son químicos y materiales agregados a la lechada de cemento para modificar
las características de la lechada o del cemento fraguado. Estos pueden clasificarse en
22
aceleradores, retardadores, control de pérdida del fluido, dispersantes, densificantes y aditivos especiales.
III.
FLUIDOS DE TERMINACIÓN Y MANTENIMIENTO Los fluidos de perforación son una serie de fluidos líquidos y gaseosos y
mezclas de fluidos y sólidos utilizados en las operaciones de perforación de pozos, estos pueden ser a base agua, base aceite y gaseosos (neumático). IV.
TAPONES PUENTE Herramienta que permite efectuar el aislamiento de intervalos abiertos.
V.
RETENEDOR DE CEMENTO Herramienta mecánica que se ancla en el interior de la tubería de revestimiento,
con el objeto de realizar cementaciones forzadas y aislar intervalos. VI.
PISTOLAS Son herramientas que se utilizan para hacer perforaciones en la tubería de
revestimiento para comunicar ésta con la formación, o bien perforaciones en la tubería de producción para establecer circulación, entre otras. VII.
CORTADORES TÉRMICOS Y QUÍMICOS El cortador térmico es básicamente una carga moldeada y revestida de forma
circular, que al detonar produce un corte limitado en la tubería. La forma del tubo en el corte queda ligeramente abocinada por lo que puede requerirse conformar la boca del pez. El cortador químico es una herramienta que se introduce con un cable conductor para cortar tuberías en un punto predeterminado cuando se atasca la sarta de la tubería. Al activarse, el cortador químico utiliza una pequeña carga explosiva para dirigir de manera forzada chorros a alta presión de material altamente corrosivo en un patrón de circunferencia contra la pared de la tubería. La corrosión masiva casi instantánea de la pared de la tubería, crea un corte relativamente uniforme con una mínima distorsión de la tubería, lo que facilita las operaciones de pesca.
7. APLICACIÓN PRÁCTICA Para poder realizar nuestros objetivos específicos, en la siguiente tabla presentamos las actividades que se pretenden efectuar.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
ACTIVIDADES
23
1. Realizar un análisis técnicoeconómico,
utilizando
el
historial de producción del pozo HSR-4 e ingresos por producción de este. A fines de
demostrar
que
las
inversiones en sistemas de recuperación secundaria en dicho pozo, solo serán un gasto innecesario.
2. Establecer los parámetros mínimos de diseño del Tapón Balanceado, utilizando las características petrofísicas de la arena Sara y terminación del pozo HSR-4, para evitar fugas de fluidos a niveles superiores.
3. Diseñar el tapón balanceado en la arena Sara, mediante información de esta, para su aislamiento definitivo.
A. Evaluar
los historiales de producción del pozo HSR-4. B. Calcular la TIR en función a las inversiones realizadas en sistemas de recuperación secundaria en el Campo Humberto Suarez Roca y compararlos con los costos de abandono de pozo y demostrar que se tendrán pérdidas económicas si se procede con la implementación de un sistema de recuperación secundaria. C. Proyectar el índice de productividad del pozo HSR-4 para analizar el comportamiento del mismo y demostrar que los gradientes de presión son insostenibles para continuar con la producción de este
D. Identificar problemas que se presenten en la arena Sara, utilizando la reseña geológica de esta. E. Analizar la presión y temperatura de la arena Sara, para calcular las condiciones a las que se debe cementar el pozo. F. Realizar un análisis de cementación del pozo HSR-4 en función a la terminación de este, para evitar problemas de fugas y escapes de fluidos a otras formaciones. G. Establecer las profundidades a las que se asentara el tapón balanceado, las cuales serán sometidas a cementación por este método. H. Escoger el tipo de cemento según normas API, que se ajustara de mejor forma a la arena Sara.
24
I. Analizar el tiempo de fraguado de cemento, para analizar si se requerirá el uso de aditivos en el cemento.
8. MATRIZ DEL MARCO LOGICO RESUMEN DE INDICADORES OBJETIVOS Y OBJETIVAMENTE ACTIVIDADES VERIFICABLES
MEDIOS DE VERIFICACIÓN / SUPUESTOS FUENTES
META Lograr la cementación del pozo HSR-4 en la arena Sara, para evitar fugas de fluidos a otras formaciones. PROP SITO Proponer un sistema de abandono como una base para futuras obras de abandono en el Campo Humberto Suarez Roca, debido a que los volúmenes de producción van reduciendo de forma drástica OBJETIVOS Realizar análisis
historial
Empresas de servicio que ofrecen obras de abandono de pozos.
Condiciones y normas requeridas para la propuesta de implementación
Informes diarios de Informes producción. económicos de el YPFB CHACO SA de
Confidencialidad elevada por parte de la empresa en lo referido a inversiones.
un técnico-
económico, utilizando
Tipos de cementos según la clasificación API, para observar cual es mas optimo en la formación El Carmen.
25
producción pozo
del
HSR-4
ingresos
e por
producción
de
este. a fines de demostrar que las inversiones
en
sistemas
de
recuperación secundaria
en
dicho pozo, solo serán un gasto innecesario. Establecer
los
parámetros mínimos de diseño del
Tapón
Balanceado, utilizando
las
características petrofísicas de la Diseño arena Sara y terminación pozo HSR-4 terminación del
de Desmoronamientos del YPFB Chaco S.A. en el pozo HSR-4
pozo HSR-4, para evitar fugas de fluidos a niveles superiores.
26
Diseñar el tapón Catálogos de tipos Empresas
que Cambios en alguna
balanceado en la de cemento y sus ofrecen servicios norma técnica. arena
Sara, características
mediante
y de cementación de
datos petrofísicos pozos y YPFB
información
de de la formación El Chaco S.A.
esta,
su Carmen.
para
aislamiento definitivo.
ACTIVIDADES Evaluar los Informes diarios y YPFB Chaco S.A. Desinterés de la historiales de mensuales sobre compañía en producción del pozo HSR-4. los volúmenes de presentar informes producción de gas
sobre el pozo HSR-
y condensado del
4
pozo HSR-4 Calcular la TIR en función a las inversiones realizadas en sistemas de recuperación secundaria en el Campo Humberto Suarez Roca y compararlos con los costos de abandono de pozo
Proyección de los costos de operación y declinación de la presión del pozo, para apreciar en Histórico que punto del producción futuro se empezaría HSR-4 a perder recursos por sistemas de levantamiento artificial en HSR-4
de de Presiones de operación asumidas
27
y demostrar que se tendrán pérdidas económicas si se procede con la implementación de un sistema de recuperación secundaria. Proyectar el índice Datos
de Ministerio
de Error de cálculo por
de productividad producción de los Hidrocarburos y parte
del
del pozo HSR-4 últimos años del Energía (MHE) y proyectista. para analizar el campo HSR-4
Agencia nacional
comportamiento
de Hidrocarburos
del
mismo
y
(ANH)
demostrar que los gradientes presión
de son
insostenibles para continuar con la producción
de
este. Identificar problemas que se presenten en la arena Sara, utilizando la reseña geológica de esta.
Geología del pozo Sergeotecmin
y Variación por ajuste
HSR-4 y del campo YPFB Chaco S.A. de escalas. Humberto Suarez Roca.
Analizar la Características de Informes de presión y operación del pozo producción del temperatura de la arena Sara, para HSR-4 pozo HSR-4 calcular las condiciones a las que se debe cementar el pozo.
28
Realizar
un Diseño del pozo Datos de campo
Mala limpieza de la
análisis
de HSR-4.
formación.
cementación
del (Terminación)
pozo HSR-4 en función
a
la
terminación
de
este, para evitar problemas
de
fugas y escapes de fluidos
a
otras
formaciones. Establecer las profundidades a las que se asentara el tapón balanceado, las cuales serán sometidas a cementación por este método.
Columna
Escoger el tipo de cemento según normas API, que se ajustara de mejor forma a la formación El Carmen.
Catálogos de los Empresas
YPFB Chaco S.A. Desmoronamientos
estratigráfica
e y Ministerio de de las paredes del
información
Hidrocarburos y pozo.
geológica del pozo Energía (MHE) HSR-4
fabricantes
de operadoras
cementos
para Bolivia
Cambios en densidad
en
la del
que cemento.
taponamientos de realizan pozos según norma cementación API-a10.
de
pozos.
Analizar el tiempo Catálogos
de Datos de pozos Aditivos que no se
de fraguado de aditivos
para cementados para puedan aplicar en
cemento,
que abandono
analizar
para cementos si
se muestren
requerirá el uso de cambios
en Bolivia.
los Bolivia. en
las
29
aditivos cemento.
en
el propiedades
del
cemento a utilizar.
30
8.1. CALCULOS Y RESULTADOS DEL PROYECTO YPFB Chaco tiene en mente cementacion del pozo HSR-4 para su abandono. De acuerdo con las proyecciones realizadas la empresa contradada seria Halliburton, quien operará durante cinco años. Durante el primer año de operación (año 1), A partir del segundo año de operaciones, la empresa utilizará el 100% de la capacidad (años 2 al 5). Las inversiones requeridas en miles de dolares son: Año 0 Año 1 Estudios previos 5000 Adquisición de terrenos 0 Serv. Halliburton 428000 Cementacion 350000 150000 Los costos de operación y administración, en miles de dolares son los siguientes: Año 1 Año 2 al 5 Caudal maximo de lodos 77000 10000 Trepanos y brocas 131000 0 monitoreo 140000 90000 Versaflex 70000 20000 mantenimiento de equipos 10000 10000 El monto requerido para capital de trabajo es de $300 mil para el primer año y de $600 mil del segundo año en adelante. El precio de venta del equipo será de $60 mil, las instalaciones se venderán por $2.500.000. La tasa de impuesto a la renta y a las ganancias ocasionales es del 20%. La depreciación permitida es de tipo lineal, los edificios se deprecian en un período de 20 años y los equipos en 10 años. La amortización de diferidos se hace en forma lineal durante cinco años. Si se financia el proyecto con un préstamo de $3 millones en el momento 0 con una tasa de interés del 15% anual, para cancelarlo en cuotas iguales durante cinco años
DATOS Costos de inversión
Estudios previ os
Años 0
1
5000
Adquisición de terrenos
0
serv. Halliburton
1280000
750000
cementacion
350000
150000
Total costos de inversión Inversión preoperativa Inversión fija
10000 1630000
900000
Inversión en capital de trabajo
1000000
Período depreciación edificios
20
Período depreciación equipos
10
Período amortización inv. Preoperativa
5
31
Costos y gastos de
Años
operación
Caudal maximo de lodos brocas Mantenimiento logging (monitoreo) Versaflex Total gastos operacionales
1
2 al 3
77000 131000 10000 140000 70000
10000 0 10000 90000 20000
428000
130000
INFORMACIÓN GENERAL Precio de venta instalaciones Impuesto renta y ganancias ocasionales 20% INFORMACIÓN FINANCIACIÓN Préstamo 3.000.000 Plazo (años) 5 Tasa 15%
FLUJO DE CAJA DEL PROYECTO (PURO O SIN FINAN CIACIÓN) Flujo de caja Ingresos 0 0 Costos y gastos 428000000 130000000 Depreciación 0 15000000 Amortización diferidos
1000000
Utilidad antes de impuestos Impuesto (20%) Utilidad después de impuestos Depreciación
1000000
0 0 130000000 130000000 15000000 15000000 1000000
1000000
-429000000 -146000000 -146000000 -146000000 -146000000 -85800000 -29200000 -29200000 -29200000 -29200000 -343200000 -116800000 -116800000 -116800000 -116800000 0 15000000 15000000 15000000 15000000
Amortización diferidos Inversión fija Inversió diferida Inversión de capital de trabajo Recuperación de capital de trabajo Valor de li quidación Flujo de caja neto
1000000
0 130000000 15000000
1000000
1000000
1000000
1000000
1000000
-2063000000 -770200000 -100800000 -100800000 -100800000
856000000 0 755200000
1630000000 5000000 428000000
428000000
32
Plan de financiación
0
Saldo Cuota Interés Amortización
1
3000000 2555053,343 894946,6574 450000 444946,6574
2
2043364,69 894946,657 383258,001 511688,656
3
4
1454922,73 778214,485 0 894946,657 894946,657 894946,657 306504,703 218238,41 116732,173 588441,954 676708,248 778214,485
FLUJOS DE CAJA NETO DEL PROYECTO Y DEL INVERSIONISTA 0 1 2 3 Flujo de caja del proyecto Flujo de caja de la deuda Flujo de caja del inversionista
5
4
5
-2063000000 -770200000 -100800000 -100800000 -100800000
755200000
3000000 -804946,657 -818295,057 -833645,717 -851298,975 -871600,223 -2060000000 -771004947 -101618295 -101633646 -101651299
754328400
PARA EL ANÁLISIS Tasas de oportunidad 0,05 0,25 Para las tasas de oportunidad indicadas, evaluar el proyecto sin y con financiación EVALUACIÓN FC PROYECTO FC INVERSIONISTA
-£ -£
VPN (15%) TIR 2.466.236,00 2.466.848,00
-28% -28%
COMO RESULTADO OBTENEMOS QUE EL PROYECTO NO ES FACTIBLE, EN SEGUNDA INSTANCIA EL PROYECTO ES DE UN ABANDONO DE UN POZO EL CUAL ESTAN HACIENDO INVERSIONES INNECESARIAS DONDE EGRESAN MAS DE LO QUE INGRESAS, NUESTROS VALORES DEL FLUJO DE CAJA SON VALORES NEGATIVOS YA QUE NO ESPERAMOS GANANCIAS
9. METODOLOGÍAS Y HERRAMIENTAS. 9.1 METODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN. Se pretende plantear dos métodos de investigación:
Método Analítico, con la información obtenida del objeto de investigación, se realizará un análisis minucioso para conocer qué tipo de Tapón balanceado se utilizará en el poso HSR-4.
33
Observación,visita programada al campo Humberto Suarez Roca para recopilar los datos in-situ y también realizar investigaciones más detalladas con el personal que trabaje en la zona.
9.2 HERRAMIENTAS METODOLÓGICAS La herramienta metodológica utilizada para la identificación del problema y propuesta del proyecto, será la entrevista estructurada, encuestas con preguntas abiertas y cerradas, puesto que son de gran importancia para una muestra significativa del proyecto, que es de una tecnología no convencional que proporcionará un sistema eficiente de abandono del pozo, sin daños ni surgencias a futuro.
10. ALCANCE Y APORTES DEL TEMA 10.1 ALCANCE TEMÁTICO. El alcance del presente perfil de proyecto abarcará el área de post-explotación, específicamente en el abandono y desmantelamiento del pozo HSR-4.
10.2 ALCANCE GEOGRÁFICO FIGURA Nº 7 UBICACIÓN DEL CAMPO HUMBERTO SUAREZ ROCA
POZO DONDE SE REALIZARA LA CEMENTACION
FUENTE: YPFB CHACO SA
10.3 ALCANCE TEMPORAL
34
El progreso del proyecto, o la aprobación del Proyecto de Grado, demandara hasta su aprobación, un tiempo aproximado de 10 meses. En la gestión II/2015 de la Universidad de Aquino Bolivia UDABOL (tabla 10).
11. APORTES DEL TEMA El aporte que realizará este proyecto está enfocado al cierre definitivo del pozo HSR4, con una propuesta que permitirá a YPFB CHACO S.A realizar inversiones en otras áreas de trabajo.
12. BIBLIOGRAFIA
35
