PRUEBAS DE POZOS Son aquel as que se realizan con el fin de determinar la habilidad de la formación para producir fluidos; y en base al de desarrollo del campo se pueden dividir en: Identificación de la naturaleza de los fluidos del yacimiento, estimación del comportamiento del pozo. Las pruebas de pozos pueden ser agrupadas en dos grandes categorías basada en su función primaria. La primera categoría, las pruebas de presión, incluyen pruebas que permiten determinar las propiedades de la roca y de los fluidos (por ejemplo, la permeabilidad, porosidad y presión promedio de yacimiento) y la localización e identificación de heterogeneidades del yacimiento (por ejemplo, fallas sel antes, fracturas naturales y capas). La segunda categoría, las pruebas de productividad, incluyen aquel as pruebas que permite determinar el potencial de producción de un pozo. Los parámetros que se calculan con las pruebas de pozo son los siguientes:
Área de drenaje. Presión del yacimiento (P). Permeabilidad de la formación (K). Daño o estimulación en la formación (s). Límites del yacimiento, anisotropías, volumen del yacimiento
TIPOS DE PRUEBAS DE POZOS 1. PRUEBAS DE PRODUCTIVIDAD: Las pruebas de productividad son diseñadas para medir la capacidad de producción de un pozo bajo ciertas condiciones del yacimiento. Aunque originalmente estas pruebas fueron utilizadas inicialmente el pozos de gas, las pruebas de productividad también son aplicables a pozos de petróleo. A diferencia de muchas pruebas de presión, algunas pruebas de productividad requieren estabilización de las condiciones de flujo para un apropiado análisis. Un indicador común de productividad obtenido de pruebas de productividad de un pozo es el absolute open flow (AOF, o Tasa Máxima). Otra aplicación de las pruebas de productividad es para la generación de la curva de oferta o inflow performance relationship (IPR). La IPR, que describe la relación entre las tasas de producción en superficie y las presiones de fondo fluyente (Pwf), la cual es utilizada para diseñar facilidades de superficie, entre otros. Las pruebas de producción más comunes se incluyen la prueba de flujo tras flujo, pruebas sencillas, las prueba isocronal convencional y modificada.
a) Pruebas flujo tras flujo Las pruebas flujo tras flujo, que a veces son l amadas backpressure o prueba de 4 puntos, son realizadas en un pozo con una serie de flujos a tasas estabilizadas para medir la presión de fondo fluyente en la cara de la arena. Cada caudal es establecido en sucesión con o sin un periodo pequeño de cierre del
pozo. El requerimiento de los períodos de flujo es que los mismos alcancen condiciones estables, que es a veces una limitación en este tipo de prueba, sobre todo en yacimientos de muy baja permeabilidad, que toman un largo tiempo para alcanzar condiciones estables de flujo.
b) Pruebas sencillas Las pruebas sencillas o también l amadas a un solo punto son realizadas cuando existen limitaciones de factor tiempo para llevar a cabo una prueba de flujo tras flujo en yacimientos de muy baja permeabilidad. En este caso el pozo fluye a una sola tasa de producción hasta alcanzar una presión de fondo fluyente estabilizada. Estas pruebas son particularmente apropiadas cuando las características de productividad del pozo están siendo actualizadas, cuando son requeridas por entes gubernamentales. Una limitación de este tipo de pruebas, sin embargo, es que se requiere un conocimiento previo del comportamiento de productividad del pozo, ya sea una prueba anteriormente realizada o por correlación con otros pozos del mismo campo y de similares condiciones de producción.
c) Pruebas de Inyectividad (Fall-Off) Con esta prueba se tiene una idea cualitativa de la permeabilidad de la zona y la factibilidad que presenta una zona a un tratamiento de estimulación y/o fractura miento hidráulico. La prueba de inyección puede ser interpretada como cualquier prueba de presión. Es una prueba similar a la prueba de declinación de presión, pero en lugar de producir fluidos se inyectan fluidos, normalmente agua, Considera una declinación de presión inmediatamente después de la inyección. Se realizan cerrando el pozo inyector y haciendo un seguimiento a la presión en el fondo del pozo en función del tiempo. La teoría supone una tasa de inyección constante antes de cerrar al pozo. Con estas pruebas podemos determinar; Las condiciones del yacimiento en las adyacencias del pozo inyector Permite dar un seguimiento de las operaciones de inyección de agua y recuperación mejorada.
Estimar la presión promedio del yacimiento. Medir la presión de ruptura del yacimiento. Determinar fracturas. Determinar si existe daño en la formación, causado por taponamiento, hinchamiento de arcil as, precipitado, entre otras. Determinar la permeabilidad efectiva del yacimiento al fluido Inyectado, utilizada para pronósticos de inyección
d) Prueba Isócronal (análisis de Deliberabilidad) La misma consiste en hacer producir el pozo a diferentes tasas durante periodos de tiempos iguales, y cerrar el pozo hasta alcanzar la presión promedio del área de drenaje, en los periodos comprendidos entre dos cambios de tasas subsiguientes.
Las pruebas isocronales son desarrolladas también para cortos períodos de tiempo para aquel os pozos que tienen un largo período de tiempo de estabilización. Específicamente las pruebas isocronales son una serie de pruebas a un solo punto desarrolladas para estimar las condiciones de productividad sin llegar a los tiempos necesarios para alcanzar la estabilización del pozo. La prueba isocronal es llevada a cabo por una serie de períodos de flujo y cierre, permitiendo restaurar la presión promedio del yacimiento antes empezar el siguiente período de producción. Las presiones son medidas en el tiempo durante cada período de flujo. El tiempo a la cual la presión es medida debe ser relativamente la misma al comienzo de cada período de flujo. Por ejemplo se puede medir la presión de fondo fluyente cada 0.5, 1.0, 1.5 y 2.0 horas después de empezar cada período de flujo. Debido al menor tiempo requerido para restaurar esencialmente la presión inicial después de un corto período de flujo que se debería alcanzar en condiciones estabilizadas en una prueba de flujo tras flujo, las pruebas isocronales son más prácticas en formaciones de muy baja permeabilidad. Aunque no es requerido para analizar la prueba, un punto de flujo final estabilizado, generalmente es obtenido al final de la prueba. e) Prueba Isócronal Modificada El tiempo de restauración de la presión promedio del yacimiento antes de fluir en pozo durante un cierto período de tiempo, todavía puede ser poco práctico. En consecuencia, una modificación de la prueba isocronal fue desarrollada para acortar los tiempos de la prueba. El objetivo de esta modificación de la prueba isocronal es obtener los mismos datos de prueba isocronal sin alcanzar a veces esos largos períodos de cierre requeridos para alcanzar la presión promedia del yacimiento, en el área de drenaje del pozo. La prueba isocronal es realizada como una prueba isocronal convencional, exceptuando que los períodos de cierre deben ser igual en duración, pero deben ser igual o exceder el tiempo de los períodos de flujo. Debido a que el pozo frecuentemente no alcanza a restaurar la presión promedia de yacimiento después de cada período de flujo, la presión de cierre es registrada inmediatamente antes de comenzar el período de flujo, esta presión es utilizada posteriormente en el análisis en vez de usar la presión promedia del yacimiento. En consecuencia, la prueba isocronal modificada es mucho menos exacta que la prueba isocronal convencional. Hay que destacar que, al medida que los períodos de cierre durante la prueba son mayores, la calidad del dato y por supuesto la interpretación va a ser mucho más precisa. Igualmente, aunque no es requerido para analizar la prueba, un punto de flujo final estabilizado, generalmente es obtenido al final de la prueba. f) Prueba Multi-tasa (Multirate test) Puede recorrer a partir de una tasa variable libre hasta una serie de tasas constantes, para una prueba de presión de fondo, con constantes cambios en la tasa de flujo. La misma contribuye a minimizar los cambios en los coeficientes de almacenamiento del pozo y efecto de los estados de segregación. Muestran gran ventaja cuando, sé está cambiando del periodo de almacenamiento al periodo medio, además reducen la caída de presión. Una desventaja es que es una prueba difícil
de controlar, debido a las fluctuaciones de tasas; difíciles de medir, especialmente sobre una base continúa. Ya sea que las ratas sean constantes o no durante periodos los periodos de flujo, Existen principalmente 3 tipos de pruebas multiflujo:
Rata variable incontrolada. Series de ratas constantes. Rata de flujo variable con presión de fondo constante. Esta prueba es común en pozos gasíferos produciendo de formaciones muy apretada.
En tales pruebas las tasas de flujo de un pozo productor se hacen variar mientras la presión se monitorea en uno o más pozos de observación. El análisis de los datos de presión nos proporciona información que no se podría obtener de un solo pozo. La prueba más conocida de las pruebas de multi-pozos, es la prueba de interferencia en la cual un solo pozo observador es empleado. A causa de la distancia entre el productor y el observador, se espera monitorear pequeños cambios de presión en el observador. La mayoría de las pruebas múltiples se efectúan en yacimientos cerrados. Las pruebas múltiples se l evan a cabo por un número de razones:
Buscar conectividad y/o continuidad del yacimiento Detectar permeabilidad direccional y otras heterogeneidades Estimar volumen del yacimiento Orientación de Fracturas hidráulicas
A través de esta prueba se puede determinar el índice de productividad del pozo y también se puede utilizar para hacer un análisis nodal del mismo.
2. PRUEBAS DE PRESIÓN Las pruebas de presión se refieren a aquel as pruebas de pozo en el cual se mide los cambios de presión versus tiempo. Estas pruebas permiten evaluar no solo las condiciones de la vecindad del pozo sino todas las propiedades in situ más allá de la región afectada por las operaciones de perforación y competición. Adicionalmente estas pruebas de pozo permiten caracterizar importantes características de la formación necesarias para diseñar un plan óptimo de explotación del yacimiento, incluyendo la presión del área de drenaje de los pozos probados, posible presencia de barreras al, y características importantes que dominan la heterogeneidad de un yacimiento (por ejemplo las propiedades de la matriz y fracturas naturales en la roca o las propiedades individuales de capa). Las pruebas de presión pueden ser divididas en pruebas a un solo pozo y pruebas multipozo.
a) Pruebas a un solo pozo Las pruebas a un solo pozo son aquel as la cual la respuesta de presión es medida siguiendo un cambio en la tasa de producción. De este cambio en la respuesta
de presión, se puede caracterizar las propiedades promedios en una porción o en toda el área de drenaje del pozo que se está evaluando. Una prueba común a un solo pozo es la prueba de restauración de presión, la cual es obtenida por la primera estabilización de una tasa de producción, a una presión de fondo (BHP) medida en el pozo, para un posterior cierre. Luego del cierre del pozo, la BHP restaura como una función en el tiempo, y la tasa de la prueba de restauración es usada para estimar las propiedades del yacimiento/pozo. De estas pruebas podemos estimar la presión promedio del yacimiento y la permeabilidad del área de drenaje del pozo y las propiedades de la región inmediatamente adyacente a la vecindad del pozo. Otra prueba de presión común es la prueba de declinación de presión, que es realizada con una tasa de producción conocida y constante, mientras se observa el cambio de presión en el tiempo. Las pruebas de declinación son diseñadas para determinar las características de flujo del yacimiento, también incluyen la determinación de la permeabilidad y el factor skin. Adicionalmente, cuando el transigente de presión afecta los límites del yacimiento, la prueba de declinación de presión permite establecer límites de yacimiento y estimar el volumen de hidrocarburo en sitio del área de drenaje del pozo. Estas pruebas de declinación específicas son l amadas pruebas de límite de yacimiento´. Cuando por consideraciones económicas se requiere un mínimo tiempo de pérdida de producción, las pruebas de declinación de producción también pueden ser usadas para estimar el potencial de producción de un pozo. Las pruebas Fal off son similares a las pruebas de restauración de presión, excepto a que son aplicadas para pozos inyectores. Siguiendo una estabilización de la tasa de inyección, el pozo es cerrado. BHP, la cual luego empieza a declinar, es medida como una función en el tiempo. Una alternativa para pozos inyectores es la prueba de inyectividad, la cual se inyecta a una tasa medida y se mide como incrementa la presión de fondo a medida que pasa el tiempo. La prueba de inyectividad es análoga a la prueba de declinación de presión. b) Pruebas multipozo Cuando la tasa de flujo es cambiada en un pozo y la respuesta de presión es medida en otro pozo o grupos de pozos, estas pruebas son l amadas pruebas multipozo. Las pruebas multipozo son diseñadas para determinar propiedades en una región centrada a lo largo de una línea que une pares de pozos de prueba y por lo tanto es sensibles a las variaciones direccionales de las propiedades del yacimiento, como el caso de la permeabilidad. Adicionalmente estas pruebas permiten determinar la existencia de comunicación entre dos puntos en el yacimiento. El concepto básico en una prueba multipozo es producir o inyectar en un pozo (pozo activo) y observar el cambio de presión en uno o varios pozos aledaños (pozos observadores). De los datos obtenidos, se puede estimar tanto la permeabilidad como la porosidad del área de drenaje de los pozos en estudio y cuantificar el nivel de anisotropía del yacimiento. Por ejemplo, las pruebas multipozo permiten determinar la orientación de las fracturas naturales y cuantificar la relación porosidad-compresibilidad producto de un sistema matriz-fractura. La prueba de interferencia y las pruebas de pulso son dos pruebas multipozo comunes. En las pruebas de interferencia, el pozo es puesto en producción a
una tasa constante durante toda la prueba, mientras que el resto de los pozos aledaños son cerrados y puestos en observación para observar la respuesta de presión producida por el pozo activo en producción. En las pruebas de pulso, el pozo activo se pone en producción y luego es cerrado, luego retorna a producción y posteriormente el cerrado nuevamente. Esta secuencia de apertura y cierre, la cual es repetida en periodos que raramente exceden unas pocas horas, produce una respuesta de presión que generalmente es interpretada inequívocamente aun cuando otros pozos en el campo continúan produciendo.
c) Prueba de Declinación de Presión (Drawdown) Es realizada por un pozo productor, comenzando idealmente con una presión uniforme en el yacimiento. La tasa y la presión son registradas como funciones del tiempo. Los objetivos de la prueba de agotamiento usualmente incluyen la estimación de la permeabilidad, factor de daño (skin), y en algunas ocasiones el volumen del yacimiento. Provee información acerca de la permeabilidad, factor de daño y el volumen del yacimiento en comunicación. Entre unas de las ventajas que ofrece son las económicas debido a que se realiza con el pozo en producción. Su mayor desventaja es la dificultad para mantener una tasa constante. Si la tasa constante no se puede lograr entonces se recomienda el uso de Pruebas Multi-tasa. Para correr una prueba de declinación de presión, en general, se siguen los siguientes pasos: y Se cierra el pozo por un periodo de tiempo suficiente para alcanzar la estabilización en todo el yacimiento (sino hay estabilización probablemente se requiera una prueba multitasa). y Se baja la herramienta a un nivel inmediatamente encima de lasperforaciones (mínimo la herramienta debe tener dos sensores para efectos de control de calidad de los datos). y Abrir el pozo para producir a rata constante y registrar continuamente la Pwf. La duración de una prueba de declinación puede ser unas pocas horas o varios días, dependiendo de los objetivos de la prueba y las características de la formación. d) Pruebas de Restauración de Presión (Build up test) Esta prueba es realizada por un pozo productor a tasa constante por cierto tiempo, cerrando el pozo para permitir que la presión se restaure en el pozo. Frecuentemente a partir de esta data (recuerde que la presión en el pozo es una función del tiempo) es posible estimar la permeabilidad de la formación, la presión del área de drenaje actual, y caracterizar el daño o estimulación y las heterogeneidades del yacimiento o los límites. En fin la prueba de restauración de presión es una prueba utilizada para determinar la presión en el estado transitorio. La prueba de restauración de presión ha sido una técnica muy popular usada en la industria petrolera. Varias razones la han convertido en una prueba muy popular, algunas de estas son:
-
No requiere una supervisión muy detallada.
-
Se pueden estimar la permeabilidad y el factor de daño a partir pruebas de restauración o declinación de presión. Sin embargo, declinación de presión no permite estimar la presión promedio yacimiento o la presión inicial de yacimiento mientras que la prueba restauración de presión si lo hace.
de la de de
En términos generales, una prueba de restauración de presión requiere cerrar un pozo productor después de que se ha producido durante algún tiempo en el que la estabilización de la rata se ha alcanzado. Una prueba de restauración de es corrida así: 1. Determinar la ubicación de los empaques, tamaño de la tubería de producción y la tubería de revestimiento, profundidad del pozo. 2. Estabilizar el pozo a una rata de producción constante, q. 3. Cerrar el pozo y registrar el valor Pwf (justo antes del cierre). 4. Leer la presión de cierre, Pws, a intervalos cortos de 15 segundos para los primeros minutos (10-15 min), entonces cada 10 min. Para la primera hora. Durante las siguientes 10 horas, se deben tomar lecturas de presión cada hora. Cuando la prueba progresa, los intervalos de tiempo se pueden expandir a 5 horas. Para correr una prueba de restauración de presión, el pozo produce a una rata constante por un período de tiempo tp. Se baja un registrador de presión al pozo inmediatamente antes de cerrarlo. tp no debe ser muy pequeño para no tener problemas con el radio de investigación. Por medio de este tipo de prueba es posible estimar la permeabilidad de la formación, la presión del área de drenaje actual, y caracterizar el daño o estimulación y las heterogeneidades del yacimiento o los límites. En fin la prueba de restauración de presión es una prueba utilizada para determinar la presión en el estado transitorio. e) Pruebas De Interferencia En una prueba de interferencia, un pozo es producido y la presión es observada en un pozo diferente (o pozos), monitoreando los cambios de presión afuera en el yacimiento, a una distancia lejana al pozo productor original. Los cambios de presión a una distancia del pozo productor es mucho más pequeña que en el pozo productor como tal. Por ende una prueba de interferencia requiere de un sensor de medición de presión, y puede tomar un largo tiempo para poder llevarla a cabo. En fin el propósito general de estas pruebas es determinar si existe comunicación entre dos o más pozos en un yacimiento. Al existir comunicación, provee estimados de permeabilidad, porosidad y compresibilidad (N, Ct) y determinar la posibilidad de anisotropía en el estrato productor.
f) Pruebas de Pulso Constituyen un tipo especial de prueba de interferencia, en la cual el pozo activo es pulsado alternadamente con ciclos de producción y cierre. Está técnica usa una serie de pulsos cortos de la rata de flujo. Los pulsos son
periodos alternantes de producción (o inyección) y cierre con el mismo caudal en cada producción. La respuesta de presión a los pulsos se mide en el pozo de observación. La principal ventaja de las pruebas de pulso estriba en la corta duración del pulso. Un pulso puede durar unas horas o unos pocos días, lo cual interrumpe la operación normal ligeramente comparada con las pruebas de interferencia. En el mismo se determina la respuesta de presión en el pozo de observación. Se caracteriza porque son pruebas de corta duración y los tiempos de flujo deben ser iguales a los tiempos de cierre.
g) Pruebas DTS Una prueba DST (Dril stem Test) es una prueba de presión corta que se efectúa durante la perforación utilizando la tubería de perforación. Está formada por pruebas de declinación y caída de presión consecutivas. Pasos para realizar una prueba DTS: Para correr un DST, una herramienta especial se coloca en la sarta de perforación y se baja a la zona a probar. La herramienta aísla la formación de la columna de lodo en el anular y permite que los fluidos de la formación fluyan a la sarta de perforación mientras se registra continuamente la presión. 1. Tomar una muestra del fluido del yacimiento. 2. Establecer la probabilidad de comercialidad. Normalmente se corre en pozos exploratorios y algunas veces en pozos de avanzada si la formación es muy heterogénea. 3. Determinar las propiedades de la formación y el daño. Estos podrían usarse para estimar el potencial de flujo del pozo. Permiten determinar la presión y temperatura de fondo (además de evaluar parámetros fundamentales para la caracterización del yacimiento) y son realizadas durante la etapa de perforación. También se obtienen muestras de los fluidos presentes en el yacimiento a diferentes profundidades para determinar sus propiedades con el objetivo de minimizar el daño ocasionado por el fluido de perforación o para la estimación de reservas. Además de proporcionar una muestra del tipo de fluido en el yacimiento, un buen DST da una indicación de la rata de flujo, una medida de las presiones estáticas y de flujo y una prueba transitoria corta. Un DST puede en ciertos casos detectar barreras, si éstas son cercanas al pozo: fal as, discontinuidades, frentes de inyección, etc. Y servir para la determinación de la presión inicial o la presión promedia.
