Unidad I Prueba de Pozos

UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO DE MONAGAS ESCUELA DE INGENIERÍA DE PETRÓLEO

PRUEBA DE POZOS UNIDAD I

PROFA. FABIOLA MOTTOLA INGENIERO DE PETRÓLEO

PRUEBA DE POZOS – Unidad I Objetivo Terminal de Unidad Al finalizar esta unidad el estudiante debe ser capaz de clasificar los tipos de prueba de presión, así como la identificación de los factores afectantes de la interpretación de las pruebas de presión y la aplicación de la información obtenida para la caracterización de yacimientos. yacimientos.

Objetivos Específicos Definir pruebas de pozos Identificar los diferentes tipos de pruebas de pozos Explicar las pruebas de presión Describir los procedimientos operacionales de la aplicación de pruebas de presión Describir los diferentes tipos de pruebas de presión Discriminar factores que afectan la interpretación de pruebas de presión Aplicar la información obtenida de pruebas de presión para la caracterización de yacimientos Profa.. FABIOLA MOTTOLA Profa

PRUEBA DE POZOS – Unidad I

PROCESOS DE PRUEBAS DE POZOS:

OBJETIVOS

Determinación de los volúmenes, propiedades y características de los fluidos producidos Determinación de parámetros de las rocas y del yacimiento.

La información se logra mediante el uso de técnicas y herramientas especiales para estudiar y determinar las condiciones del pozo, bien sea de producción o inyección. inyección.

Profa.. FABIOLA MOTTOLA Profa


CLASIFICACIÓN DE LAS PRUEBAS DE POZOS: Pruebas periódicas de producción

Pruebas de presión de fondo

Pruebas de productividad



CLASIFICACIÓN DE LAS PRUEBAS DE POZOS: • Pruebas periódicas de producción



CLASIFICACIÓN DE LAS PRUEBAS DE POZOS: Pruebas de presión de fondo Pruebas de productividad Requieren de la utilización de herramientas especiales dentro del pozo, y mediante ellas se obtiene información que permite evaluar las formaciones productoras y las condiciones mecánicas del pozo pozo..



PRUEBAS DE PRESIÓN Definición: Definición: Las pruebas de presión son técnicas de evaluación de formaciones, las cuales consisten en medir la respuesta de la formación a un cambio en las condiciones de producción y/o inyección en función del tiempo

PROCESADOR DE INFORMACIÓN SENSOR DE MEDICIÓN

FORMACION PRODUCTORA

Pwf

Pr



PRUEBAS DE PRESIÓN Objetivos: Estimar parámetros del yacimiento. Calcular la presión promedio del área de drenaje. Detectar heterogeneidades del yacimiento. Hallar el grado de comunicación entre zonas del yacimiento. Determinar la condición de un pozo (daño, S). Estimar el volumen poroso del yacimiento. Estimar las características de una fractura cercana a un pozo.



PRUEBAS DE PRESIÓN Objetivos (Cont.): Estimar los parámetros de doble porosidad. Estimar el frente de desplazamiento en procesos de inyección. Estimar los factores de pseudadaño (penetración parcial, turbulencia, terminación). Establecer el grado de comunicación de varios yacimientos a través de un acuífero en común. Confirmar la presencia de un casquete de gas. Determinar las condiciones de entrada de agua.



PRUEBAS DE PRESIÓN - SECUENCIA OPERACIONAL

Selección del Pozo a Probar

Diseñar la Prueba

Tipo de Pozo Tipo de Prueba Duración Costo



PRUEBAS DE PRESIÓN - SECUENCIA OPERACIONAL (1) MÉTODO DE PRODUCCIÓN • Flujo Natural (FN)


Diseñar la Prueba

• • • • •

Levantamiento Artificial por Gas Bombeo Electro sumergible Bombeo Hidráulico Bombeo Mecánico Bombeo de Cavidades Progresivas

(2) TIPO DE MEDIDOR • Mecánico (Ameradas) • Electrónico (Capacitancia, Cuarzo, Zafiro) Medición (Tiempo Real - Memoria) SRO (surface readout)

(3) TIPO DE POZO • Hueco Abierto • • • • •

Entubado Vertical Horizontal Productor Inyector Profa.. FABIOLA MOTTOLA Profa


PRUEBAS DE PRESIÓN - SECUENCIA OPERACIONAL (4) TIPO DE PUEBA


Diseñar la Prueba

• • • • • • • • • • •

Estática / Fluyente DST (Corta o Larga Dur.) RFT/MDT Tasa Variable o Isocronal Build-up Convencional Build-up pre-fractura Build-up pos-fractura Declinación (Draw-Down) Fall-off (Disipación) Inyectividad Interferencia

(5) MODELO DE POZO / YACIMIENTO • • • • • • • • • • •

Pozo Fracturado Pozo de Gas Yacimiento Homogéneo Yacimiento Estratificado Pozo Selectivo Pozo Zona Única Pozo Exploratorio Yacimiento Saturado Yacimiento Sub-saturado Yacimiento de Doble Porosidad Yacimiento Agotado Profa.. FABIOLA MOTTOLA Profa


PRUEBAS DE PRESIÓN - SECUENCIA OPERACIONAL (6) RESOLUCIÓN DEL MEDIDOR

Selección del Pozo a Probar (7) CALIBRACIÓN DEL MEDIDOR • • •

Diseñar la Prueba

Fecha de Última Calibración Proceso de Calibración Validación de la Calibración

(8) ESTADO MECÁNICO DEL POZO

(9) POSICIÓN DEL MEDIDOR

(10) TIEMPO DE DURACIÓN DE LA PRUEBA





Diseñar la Prueba

Selección de la Contratista

Tipo de Pozo Tipo de Prueba Duración Costo

Schlumberger ? Halliburton ? Geoservices ? Otra ?




Toma de la Prueba

Interpretación de la Prueba

Integración

Acondicionamiento del Pozo Revisión de Fugas

Capacidad de Flujo Efecto Superficial Presión Promedio Tipo y distancia a los límites Índice de Productividad

Base de Datos Inclusión de Resultados en los Modelos Estático y Dinámico Mejora de la Productividad ?



TIPOS DE PRUEBAS DE PRESIÓN

Tipos de Pruebas de Presión

Durante la perforación

DST Prueba de producción con taladro en sitio

RFT Probador de presiones de formación.




DST

Se realiza a nivel geológico Extraer los fluidos de la formación Medir presiones estáticas y fluyentes Medir caudales de flujo

Determina: La producción de zonas prospectivas, tasas de flujo y tipos de fluidos . Presión y temperatura en el fondo del pozo. Permeabilidad de la formación, eficiencia de flujo y presencia de daño. Heterogeneidades del yacimiento. Extensión del yacimiento Potencial de producción. Profa.. FABIOLA MOTTOLA Profa



DST

Comportamiento Ideal

Presión F

C

J

B

I H

A D

E

K

G

Línea base

Tiempo Presión

Comportamiento Real

Tiempo



TIPOS DE PRUEBAS DE PRESIÓN Pwm (lpc)

Presión inicial

DST (1)

(2)

(3)

(4)

Tiempo

Ti q Periodo de limpieza del pozo

q=0

q=0

Tiempo

Ti



DST

Ensamble de Corrida al Pozo Tubería 16000

Válvula de circulación primaria

14000 (4)

12000 lpca

Válvula de prueba

(2)

(6)

10000 (5)

8000 (3) 6000 4000

(1)

Porta registrador 2000

Empacadura

Cabeza de disparo

Cañones

1.

Se introducen herramientas en el hoyo

2.

Cañoneo del pozo

3.

Primer período de flujo

4.

Primer período de cierre

5.

Segundo Período de flujo

6.

Segundo período de cierre


PRUEBA DE POZOS – Unidad I DST Equipo de Prueba de Superficie

Separador Alta

Gas

Separador Baja

SCAN Sistema de Adquisición de Datos

Petróleo M

Tanque de calibración

Tanquede Tanque de Almacenamiento Almacen

Petróleo

amiento

Agua

Tanque de Agua



TIPOS DE PRUEBAS DE PRESIÓN Prueba realizada en el pozo inmediatamente después de los registros eléctricos. eléctricos. Consiste en medir puntos de presión a diferentes profundidades del pozo pozo..

RFT

Herramientas: RFT

(Multiprobador de Formaciones)

RFT de Pozo Entubado MDT

(Probador Modular de la Dinámica de la Formación)

CHDT (Probador de la Dinámica de la Formación en Pozo Entubado) Fuente: SLB, Verano 2002



TIPOS DE PRUEBAS DE PRESIÓN RFT

Fuente: SLB, Verano 2002




RFT Usos de la herramientas: Validan los resultados de los registros eléctricos Determinación del tipo de fluido y de los contactos (CAP / CGP) Identificación de barreras verticales y horizontales al flujo Estratificación (Heterogeneidades) del yacimiento. Investigación del flujo cruzado entre estratos Identificación de estructuras complejas


PRUEBA DE POZOS – Unidad I RFT Gráfico de Presión vs. Prof. para determinar Densidades de Fluidos

Aplicaciones: Gráfico RFT de la Presión Hidrostatica


PRUEBA DE POZOS – Unidad I RFT

Aplicaciones:

Gradientes en formaciones de poco espesor o delgadas

Determinación del tipo de fluidos y de los contactos



Aplicaciones:

Localizando contactos de fluidos

Identificación de barreras Verticales de flujo



Aplicaciones:

Identificación de barrera horizontales de flujo



Aplicaciones:

Identificación de estructuras complejas

Perfiles de Presión en Yacimientos Homogéneos


PRUEBA DE POZOS – Unidad I RFT Perfiles de Presión en un pozo de desarrollo

Aplicaciones: Investigación de flujo cruzado entre estratos



Aplicaciones:

Definición de barreras de flujo

Diseño del programa de inyección



Aplicaciones:

Generación de Mapas Isobáricos a partir de Perfiles de Presión

Efectos de la variación de permeabilidad en la inyección




Tipos de Pruebas de Presión

Gradiente estático Gradiente dinámico Declinación (Draw Down) Restauración (Buid Up) Multitasas Flujo tras flujo Inyectividad Disipación de presión (fall-off) Interferencia Pruebas de Contrapresión Pruebas Isocronales



TIPOS DE PRUEBAS DE PRESIÓN Gradiente Estático

PRESIÓN (lpca)

GRADIENTE (lpca/pie)

GRADIENTE ESTÁTICO DE PRESIÓN

PROFUNDIDAD VERTICAL (pies)



TIPOS DE PRUEBAS DE PRESIÓN Gradiente Dinámico

PRESIÓN (lpca)

GRADIENTE (lpca/pie)

GRADIENTE DINÁMICO DE PRESIÓN

PROFUNDIDAD VERTICAL (pies)



TIPOS DE PRUEBAS DE PRESIÓN Declinación Tasa (q)

Draw - Down q ctte q=0

Tiempo

Presión

T

prueba

Pe

Tiempo T

prueba



TIPOS DE PRUEBAS DE PRESIÓN Restauración Tasa (q)

Build Up q ctte q=0

prueba

Presión

T

Tiempo

Tiempo T

prueba


PRUEBA DE POZOS – Unidad I Restauración Build Up

TIPO DE PRUEBA

CUANDO

JUSTIFICACIÓN

Después de la completación inicial

Obtener estimados de la presión inicial, límites del yacimiento, permeabilidad, factor del daño del pozo

Restauración o disipación de presión

Cuando preocupa la productividad o inyectividad

Determinar la causa del problema de inyectividad o productividad: baja permeabilidad, daño o presión de yacimiento

Restauración de presión pre-fractura

Antes del fracturamiento hidráulico

Obtener estimado de la permeabilidad para diseñar la fractura y describir el yacimiento

Restauración de presión post-fractura

Después del fracturamiento hidráulico

Analizar el tratamiento efectividad

Restauración de presión para descripción de yacimientos

diseño y

del su



TIPOS DE PRUEBAS DE PRESIÓN Prueba Tasa (q)

Multitasa q2 q1 q=0

q=0

Tiempo

Pe

Presión

Pws1

Pws2

Pwf1 Pwf2

(1)

(2)

Tiempo



TIPOS DE PRUEBAS DE PRESIÓN Prueba q3 Tasa (q)

Flujo tras Flujo q2 q1

Tiempo Pe

Pwf1

Presión

Pwf2

Pwf3

Tiempo



TIPOS DE PRUEBAS DE PRESIÓN Prueba de

Presión de Inyección

Tasa (q)

Inyectividad Tiempo

q=0 q (-)

Pws

Tiempo T

prueba




q=0

Tiempo

q (-)

Pwmax

Presión

Fall Off

Tasa (q)

Disipación

Tiempo T

prueba



TIPOS DE PRUEBAS DE PRESIÓN Prueba de Interferencia

re

re rw

Np1

rw

Np2 > Np1



TIPOS DE PRUEBAS DE PRESIÓN Prueba de

Tasa (q)

Interferencia

Pozo Activo

Tiempo

re

Presión

rw

Np3 > Np2

Pozo Observador

Tiempo



Contrapresión

q1

q2

q3

q4

Tiempo Pws Pwf1

Presión

Prueba de

Tasa (qg)


Pwf2 Pwf3 Pwf4

Tiempo Profa.. FABIOLA MOTTOLA Profa


Isocronales

q1

q2

q3

q4

Tiempo Pws

Presión

Pruebas

Tasa (qg)


Pwf1

Pwf2 Pwf3 Pwf4



Modificada

q1

q2

q3

q4

Tiempo Pws

Presión

Isocronal

Tasa (qg)


Pwf1 Pwf2 Pwf3 Pwf4



FACTORES QUE AFECTAN A UNA PRUEBA DE PRESIÓN

EFECTO DE REDISTRIBUCIÓN DE FASES: FASES: Fenómeno que ocurre a nivel de pozo. Consiste en el movimiento de fluidos dentro del pozo pozo.. Ocurre cuando la presión de fondo menor a presión de saturación. saturación. Origina una región de dos fases en la vecindad del pozo pozo..

La fase gaseosa produce una presurización de los fluidos. fluidos. Afecta el comportamiento de la presión a tiempos cortos. cortos.



EFECTO DE REDISTRIBUCIÓN DE FASES

CIERRE DEL POZO EN SUPERFICIE Presión

Burbuja de Presión

Pyac

Gas Alta Presión

Pwf

Pyac 1000

100

10 Tiempo1




EFECTO DE LLENE Y ALMACENAMIENTO ALMACENAMIENTO:: Este fenómeno afecta las mediciones de presión una vez cerrado el pozo, ya que la formación continua aportando fluidos al pozo hasta alcanzar las condiciones de equilibrio hidrostática hidrostática.. (post(post-flujo) Afecta el comportamiento de la presión a tiempos cortos. cortos.



qs=Tasa de Flujo

qs≠qf

Superficie

qf=Tasa de Flujo

Log ∆P

EFECTO DE LLENE Y ALMACENAMIENTO:

C=

qCA=Tasa de Flujo Cara de la Arena

Cara de la Arena FORMACIO PRODUCTORA

Pwf

Pr

qB ∆t    24 ∆P x

1

10

100

1000

Tiempo




EFECTO DE DAÑO DAÑO:: Daño a la formación se puede definir como una reducción en la permeabilidad de una zona productora en la vecindad de un pozo. pozo. Puede ser causada durante el período de perforación, terminación o producción de un pozo pozo.. Cuando una formación tiene un valor de daño mayor que cero (S>0 (S>0), se considera que el pozo presenta restricciones de flujo y mientras mayor sea este valor, mayor será la reducción de la permeabilidad. permeabilidad. Cuando el pozo no presenta daño el valor de S es igual a cero (S=0 (S=0), mientras que cuando el valor es negativo (S<0 (S<0) se considera que el pozo se encuentra estimulado. estimulado.



EFECTO DE DAÑO:

Pws

Pwf (Real) ∆Ps (=)

S<0

∆Ps =

141.2qBµ *S kh

Pwf (Ideal) S=0

Pwf (Real) S>0

∆Ps (+)

k   rs  S =  − 1 ln   ks   rw 



INFORMACIÓN OBTENIDA DE PRUEBAS DE PRESIÓN

La información obtenida de las pruebas de presión es utilizada para reducir el riesgo económico de un amplio rango de decisiones a ser tomadas durante la vida productiva de un pozo y/o yacimiento. yacimiento.

En la interpretación de la prueba se debe considerar: Pozos Exploratorios Pozos de Desarrollo Pozos de Avanzada



INFORMACIÓN OBTENIDA DE PRUEBAS DE PRESIÓN Una prueba de presión adecuadamente diseñada, ejecutada y analizada, genera: Presión promedia del yacimiento o del área de drenaje de un pozo. Transmisibilidad de la formación Factor de daño total de la formación Evaluación de estimulaciones / fracturamientos Área de drenaje Volumen de drene Modelo geométrico del área de drenaje Caracterización de los efectos de llene Presencia de flujo no Darcy Anisotropías Heterogeneidades y fronteras Conectividad o interferencia entre pozos. Profa.. FABIOLA MOTTOLA Profa

PRUEBA DE POZOS – Unidad I INFORMACIÓN OBTENIDA DE PRUEBAS DE PRESIÓN TIPO DE PRUEBA

CUANTITATIVO

Buil-Up BuilFall--off Fall

Kh, s, c, p, pi, c, W, IP

Draw-down DrawInyección

Kh, s, c, IP Xf, bf, (kb)f

Tasa variable

Kh, s, c, potencial, IP

Tasa Escalonada Isocronales (gas) RFT/MDT

Interferencia Pulso

DST

Presión constante

Kh, s, c, p, pi, Grd

Kh, s, c, (kx, ky, kv)

CUALITATIVO • Área de drenaje • Estado de agotamiento del yacimiento • Barreras y/o límites • Fallas sellantes • Modelo del yacimiento • Canales de flujo preferenciales • Mecanismos de producción • Existencia de acuíferos • • • • •

Contactos (CAP, CGP) Comunicación hidráulica Grado agotamiento Unidades de flujo Estratificación (heterogeneidad)

• • • • •

Comunicación entre pozos Verificación calidad de sello Eficiencia de inyección Tiempo de irrupción Anisotropía/Heterogeneidad

Kh, s, pi

• Potencial máximo de producción • Distribución vertical de presión

Kh, s, c, pwf, (bK)f, hf

• • • •

Tasa óptima de producción Declinación de producción Grado de desarrollo del yac. Caracterización de fracturas


PRUEBA DE POZOS – Unidad I INFORMACIÓN OBTENIDA DE PRUEBAS DE PRESIÓN

MONITOREO Sensores de fondo Medición continua

INTEGRACIóN DE LAS GEOCIENCIAS

PREVENCIÓN DE PROBLEMAS Daño Arenamiento Asfaltenos Fallas Interferencia entre pozos Banco de condensados

PRODUCCIÓN Optimizar el comportamiento de producción de los yacimientos



SEDIMENTOLOGÍA Canales preferenciales de flujo Continuidad de arenas ESTRUCTURA Determinación de fallas Estado de las falla

GEOESTADÍSTICA Mapa de presiones

ESTRATIGRAFÍA / PETROFÍSICA Definición de unidades de flujo Cambios de litología

Integración de las Geociencias en la Evaluación de Pruebas de Presión

SIMULACIÓN NUMÉRICA Validación del modelo geológico Equiprobable cotejo histórico

PRODUCCIÓN Tasa crítica Diseño del levantamiento artificial Diseño de instalaciones de subsuelo

GEOMECÁNICA Esfuerzo efectivo Estabilidad del hoyo Fracturamientos

YACIMIENTOS Potencial Eficiencia de flujo Vida del yacimiento Estado de agotamiento Extensión Comunicación

PERFORACIÓN / COMPLETACIÓN Diseño del lodo Efecto superficial, daño S (skin) Cañoneo selectivo


PRUEBA DE POZOS – Unidad I INFORMACIÓN OBTENIDA DE PRUEBAS DE PRESIÓN

Aplicaciones

Índice de Productividad Efecto Superficial Pwf Afluencia del pozo

Evaluación de la Productividad

Presión Inicial Presiones a cualquier Tiempo

Monitoreo del Yacimiento

Distribución de K.h Presión Inicial Comunicación Vertical Límites Yacimiento Mecanismo Producción

Caracterización del Yacimiento

Índice de Productividad Historia de Presión Pozos y Yacimiento

Gerencia del Yacimiento


PRUEBA DE POZOS – Unidad I Caracterización de Yacimientos

Modelo de Simulación

Modelo de Datos Modelo Estructural

Modelo Geoestadístico Modelo Estratigráfico

VIII VII VI V IV

Modelo de Fluidos

Modelo Sedimentológico Modelo Petrofísico Profa.. FABIOLA MOTTOLA Profa

PRUEBA DE POZOS – Unidad I Caracterización de Yacimientos Estrategias para maximizar el recobro

Dependen de la etapa en la vida del yacimiento

DELINEACION

DESARROLLO

PRODUCCION

•Estrategias de Delineación

•Estrategias de Explotación

• Monitoreo y Control

•Levantamiento de datos básicos

•Adquisición de datos

• Gerencia de la estrategia

•Evaluación extensiva de pozos

•Estudios Integrados •Construcción de pozos

•Factibilidad económica de desarrollo

•Instalaciones de producción

de explotación, • Mantenimiento de potencial e instalaciones

•Estrategia preliminar de Desarrollo Profa.. FABIOLA MOTTOLA Profa

PRUEBA DE POZOS – Unidad I Estrategias para maximizar el recobro

DELINEACION

DESARROLLO

PRODUCCION

Estrategia Inicial de Desarrollo Mediante Cuáles mecanismos primarios producirá el yacimiento ? Se requerirá un proceso de recuperación secundaria ? Cuándo ? Cuál será la capacidad de producción del campo ? Cuántos pozos y de qué tipo ? Cómo deben completarse ? Qué tipo de instalaciones de producción se requieren ? Cuál será el nivel de inversiones y costos de producción ? Cuál será la rentabilidad del proyecto de desarrollo ? Cuáles son los riesgos asociados ? Se requiere una prueba piloto o un desarrollo previo limitado ? Vale la Pena desarrollar ? Profa.. FABIOLA MOTTOLA Profa

PRUEBA DE POZOS – Unidad I Estrategias para maximizar el recobro

DELINEACION

DESARROLLO

PRODUCCION

Optimización de la Estrategia • Es necesario estrategias suplementarias para ciertas zonas del yacimiento pobremente drenadas ?

• Se requiere modificar el proceso de Recuperación Secundaria? • Implantar un proyecto de Recuperación Terciaria? • Reducir el espaciamiento de pozos ? • A qué costo ? • Declinación , problemas de producción • Manejo de fluidos indeseables !!!! Profa.. FABIOLA MOTTOLA Profa


PRUEBAS DE PRODUCTIVIDAD Pruebas de Productividad / Registros de Producción PLT (Production logging tools / Herramienta de Registro de Producción)

Objetivo: Objetivo: Realizar mediciones de parámetros relacionados con la identidad y la cantidad de fluidos moviéndose dentro de un pozo. pozo. Estas medidas se realizan en el fondo del pozo y en cada intervalo productor del mismo mismo.. Estos registros tienen como intención principal establecer el comportamiento o perfil de producción en un sistema pozo--yacimiento, mediante la adquisición de información pozo que permita, entre otras cosas, determinar las zonas de entrada de petróleo, gas o agua y cuantificar los caudales aportados por cada una de estas zonas. zonas. Profa.. FABIOLA MOTTOLA Profa

PRUEBA DE POZOS – Unidad I Herramientas

Manómetro

Temperatura

Gradiomanómetro

Medidor de Flujo

Aplicaciones

Estimación del daño a la formación Evaluación de la Geometría del yacimiento. Presión de Yacimiento. Gradiente de Presión

Localización de zonas productoras e inyectoras. Ubicación de zonas de entra da de gas. Localización de zonas con anomalías en la producción o inyección.

Identificación de los fluidos en flujos Multifásicos

Ubicación de los intervalos productores. Evaluación de los procesos cañoneo y/o estimulación. Determinación de la contribución de las distintas zonas productoras.


Unidad I Prueba de Pozos

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