UNIVERSIDAD MAYOR, REAL Y PONTIFICIA DE SAN FRANCISCO XAVIER DE CHUQUISACA FACULTAD DE TECNOLOGÍA INGENIERIA DE PETRÓLEO Y GAS NATURAL
PERFIL DE PROYECTO DE GRADO CONTROL DEL FILTRADO CON EL USO DE SÓLIDOS EN LAS FORMACIONES PRODUCTORAS (HUAMAMPAMPA-SANTA ROSA) DEL SUBANDINO SUR
POSTULANTE: ROSARIO SOLEDAD MAMNI TUTOR: ING. JUAN BENITO LOPEZ MONTERO Sucre – Bolivia
2017
1 INTRODUCCIÓN La perforación de pozos, es una actividad que se ha practicado en diferentes latitudes del planeta y desde la antigüedad. A lo largo de la historia, la técnica ha variado notablemente e incrementado las tasas de produ cción. Los fluidos han sido fundamentales en el perfeccionamiento de la perforación, conocer su implicancia es primordial. Los fluidos de perforación son líquidos que contienen propiedades reológicas controladas que circulan por la sarta de perforación, que salen a través de la broca y ascienden por el espacio anular a la superficie. Su función primordial es el control de las presiones de formación para acarrear ripios de perforación a la superficie, y la base de la solución puede variar entre agua dulce, agua salada o aceite. Una de las propiedades más críticas de cualquier fluido de perforación es la densidad, ya que con ella se provee el control primario del pozo. La densidad del lodo de perforación debe ser ajustada de modo que la presión hidrostática dentro del pozo sea suficiente para equilibrar la presión de las formaciones expuestas. En caso de que existiera un sobre balance, podríamos dañar la formación provocando así una pérdida de la fase liquida del lodo de perforación hacia las formaciones productoras. Si la filtración se diera en zonas permeables o fracturadas de interés petrolífero, esta causaría diferentes inconvenientes, tales como: reducción de la permeabilidad, contaminación del yacimiento y lo que es peor, un déficit importante en la producción del pozo. Para esto, es necesario el acondicionamiento del fluido de perforación con sólidos no reactivos, los cuales son seleccionados en función al tamaño de poros que el yacimiento presenta, formando así un pequeño revoque impermeable de bajo espesor y lizo. Para evitar la pérdida del fluido de perforación en formaciones permeables, es preservar la zona productora, y de esa forma obtener la máxima productividad de la zona de interés del pozo.
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2 ANTECEDENTES 2.1 Antecedentes generales En 1900, mientras se perforaba un pozo en Spindletop, Texas, los trabajadores condujeron un rebaño de ganado a través de un foso lleno de agua. El lodo resultó una pasta aguada lodosa y viscosa de agua y arcilla, se bombeó dentro del pozo, momento en el cual se dieron cuenta de que el lodo introducido al pozo, también formaba un revoque que evitaba la infiltración de agua hacia el pozo y la pérdida del lodo utilizado durante la perforación. Los fluidos de perforación aún se denominan lodo, pero ya los ingenieros no confían sólo en el agua y la arcilla, por eso la historia moderna de la perforación comienza en 1921 con la propuesta de Struod, quien recomendaba la utilización de aditivos químicos inertes y pesados añadidos a los lodos, de tal manera que se pudieran controlar las propiedades del mismo dentro del proceso. Hoy en día, se diseñan compuestos y mezclas con sumo cuidado para satisfacer necesidades específicas bajo diversas condiciones de perforación. Los fluidos de perforación modernos, son realmente un elemento vital para el pozo. Actualmente, Los pozos profundos no podrían existir sin ellos. Respecto a los fluidos, uno de los compuestos importantes es el BARACARB (CaCO3) y el cloruro de sodio (NaCl), utilizados para controlar la filtración del fluido de perforación hacia las formaciones productoras. Estos solidos fueron implementados en los pozos del campo URDANETA (lago Maracaibo) en Venezuela. El uso de estos compuestos en el fluido de perforación, dio resultados óptimos de control del filtrado y como resultado final: una mayor producción del pozo, ya que fue posible controlar el riesgo de daño en las formaciones productoras.
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2.2. Antecedentes específicos La región del Sub-andino sur y pie de monte de la cuenca de Tarija, en Bolivia, es una provincia gasífera que abarca un área cercana a los 100,000 Km 2. Parte de estas regiones es operada por la Empresa Petrobras Energía S.A. La misma, está compuesta por sedimentos que comprenden al: devónico, carbonífero, cretácico y terciario.
La Compañía PETROBRAS ENERGÍA S.A. como parte del programa de inversiones, realizó la perforación de varios pozos, siendo uno de ellos el pozo SAL-15 ubicado en el Campo San Alberto. El pozo tendrá una producción de Gas Natural de 1,7 millones de metros cúbicos por día. Dicha perforación concluyó atravesando diferentes tramos con sus respectivos programas de lodo pero con significativas pérdidas de fluido durante la perforación.
La pérdida de fluido durante la perforación se debe a muchos factores, uno de los principales y que es necesario controlar: es el filtrado. Este ocurre cuando se atraviesan formaciones permeables, las cuales pueden causar serios daños en las formaciones productoras. Para el presente trabajo, es de suma importancia preservar las formaciones, realizando un adecuado e eficiente revoque de las paredes del pozo y ejerciendo un control óptimo de la filtración de fluido de perforación.
3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA El Sub-andino Sur del país, es una provincia geológica de relevante importancia en el marco hidrocarburifero, los problemas frecuentes en la construcción de nuevos pozos se deben a varios factores como: litología, geo-mecánica de la zona, fluidos de perforación, etc. Al ser una zona de mucha importancia en su constitución presenta muchas fracturas, situación que da lugar a la filtración de fluido de perforación hacia las formaciones productoras, es necesario prevenir el daño reduciendo la permeabilidad de las estructuras. 3
Otro factor, es el desbalance de presiones entre los fluidos de perforación y las formaciones que se atraviesan en el fondo del pozo, dando lugar a elevadas pérdidas de fluido en la perforación de las formaciones productoras, hecho que es aún más perjudicial si el fluido no es compatible con la formación. Esta incompatibilidad, podría darse especialmente con formaciones de propiedades reológicas muy bajas, como: la densidad y la viscosidad, importantes en todo proceso de perforación.
3.1 Identificación del problema
El Sub-andino Sur, está compuesto por formaciones fracturadas, hecho que ocasiona la filtración del fluido de perforación hacia las formaciones productoras. Esto se debe al uso inadecuado de fluidos y afecta directamente a la producción de la zona de interés del pozo.
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Árbol de Problemas
Daño a las
Altas pérdidas del
Baja producción
formaciones
fluido durante la
de la formación
productoras
perforación
productora
Reducción de la permeabilidad
FILTRACIÓN DEL FLUIDO DE PERFORACIÓN HACIA LAS FORMACIONES PRODUCTORAS (HUAMAMPAMPA, SANTA ROSA)
Presencia de
Bajas propiedades
Fluidos no
Desbalance de
fracturas en las
reológicas del
compatibles con
presiones en el
formaciones
fluido de
la formación
fondo del pozo
productoras
perforación 5 elaboración propia Fuente:
3.2 Formulación del problema ¿El uso de sólidos no reactivos en fluido de perforación, controlará la filtración hacia las formaciones productoras como Huamampampa y Santa Rosa?
4 OBJETIVOS 4.1 Objetivo general Proponer el uso de sólidos no reactivos en el fluido de perforación, para controlar la filtración hacia las formaciones productoras Huamampampa y Santa Rosa.
3.2 Formulación del problema ¿El uso de sólidos no reactivos en fluido de perforación, controlará la filtración hacia las formaciones productoras como Huamampampa y Santa Rosa?
4 OBJETIVOS 4.1 Objetivo general Proponer el uso de sólidos no reactivos en el fluido de perforación, para controlar la filtración hacia las formaciones productoras Huamampampa y Santa Rosa.
4.2 Objetivos específicos
Describir las características litológicas y estratigráficas de las zonas productoras de interés.
Seleccionar el tamaño adecuado de sólidos, para controlar el filtrado.
Determinación de las capacidades y volumen de los fluidos en el pozo
Analizar el fluido de perforación compatible para las formaciones productoras de interés como Huamampampa y Santa Rosa.
Determinar los costos de implementación.
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5 ALCANCE La zona territorial a la cual va dirigido este proyecto se encuentra ubicada en la provincia geológica del Sub-andino Sur. De acuerdo al problema, la solución está enmarcada en el área de perforación referida a las operaciones de perforación en el Sub-andino Sur, puntualmente en el sistema Devónico. Mediante la propuesta de implementar solidos no reactivos al fluido de perforación en formaciones productoras Huamampampa y Santa Rosa, se podrán mitigar los problemas de filtración que se presentan actualmente durante la perforación. La aplicación de este trabajo beneficiará a las empresas operadoras, viéndose favorecidas también las empresas de servicios y contratistas de perforación. De igual manera, este trabajo será un importante aporte bibliográfico para la Universidad.
5.1 ALCANCE GEOGRÁFICO
Figura 1: ubicación geográfica del Subandino Sur
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Fuente: Repsol 5.2 Alcance Temporal El presente proyecto de grado será realizado durante el periodo de la gestión actual del año 2017, y se concluirá la terminación del proyecto tomando en cuenta los siguientes puntos que son:
Recolección de información respecto al proyecto de las formaciones de interés.
Recolección de información y elaboración del 60% del proyecto a realizarse
Revisión y entrega del 80% del proyecto.
Presentación final del 100% del proyecto.
6 JUSTIFICACIONES 6.1 Justificación técnica Los reservorios en el Sub-andino Sur presentan una formación altamente microfracturada y frágil. En los planos de estratificación, el pozo presenta filtración del fluido de perforación hacia las formaciones productoras (Huamampampa, Santa Rosa). Por lo tanto la aplicación de los fluidos de perforación con el uso de solidos no reactivos es imprescindible, ya que esta técnica evita la filtración de dicho fluido hacia las formaciones, formando así un revoque consistente en la zona de interés para que el pozo tenga un comportamiento estable durante la perforación y de esa manera no presente problemas ni genere gastos extras en la ejecución del pozo.
6.2 Justificación Académica Un campo especializado del profesional en petróleo y gas en la temática de perforación de pozos, y poner en práctica los conocimientos obtenidos en los años de estudio en la universidad. La elaboración del proyecto de titulación será por medio de un trajo de investigación, permitiendo pone r en práctica los conocimientos adquiridos que se pudo obtener durante toda la culminación de las materias.
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Posteriormente con el presente trabajo se obtendrá mayores conocimientos que serán de mucha utilidad en mi vida profesional y para los futuros profesionales así como también será un material o texto de consulta para todos los estudiantes de la carrera de ingeniería de gas y petróleo, para que tengan el conocimiento sobre lo que es el control de filtrado y el uso de los diferentes sólidos.
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