Universidad Tecnológica Equinoccial Ciencias de la Ingeniería Ingeniería de Petróleos REACONDICIONAMIENTO DE POZOS
Unidades de trabajo de pozo: Coiled Tubing DOCENTE: ing. Christian Castañeda
Autores: Achote Ericksson Cadena Fátima Hidalgo Esteban Moreta Henry Salazar Paola
Nivel: 7–TE
Lugar y fecha de presentación Quito, lunes 24 de octubre de2017
1. OBJETIVO
Objetivo general: •
Determinar la importancia de la utilización de la Unidades de trabajo de pozo Coiled Tubing.
2. DESARROLLO:
Tubería flexible (coiled tubing)
Unidad de Coiled Tubing La unidad de Coiled Tubing es una unidad autónoma de reparación workover, fácilmente transportable e hidráulica, que inyecta y recupera una tubería flexible y continua dentro de una línea más grande de tubing o casing. Este sistema no requiere de un equipo adicional de workover. La unidad puede ser utilizada en pozos vivos y permite la continua inyección de fluidos o nitrógeno mientras se continúa moviendo la tubería flexible. El Coiled Tubing usualmente se define como una cadena continua de tubería de diámetro pequeño, que conecta una serie de equipos en superficie y asocia trabajos de perforación, reparación, completación y reacondicionamiento de hoyo, pudiéndose usar tanto en ambientes terrestres como marinos. Esta tubería generalmente es construida de una aleación especial de carbón – acero, lo que permite se le maneje como a las tuberías PVC (Cloruro de Polivinilo) que poseen características de flexibilidad, antioxidación, resistencia al fuego en algunos casos, entre otras.
Diámetro longitud
Diámetro de la tubería (1 pulgada a 4 1/2 pulgadas) y del tamaño del tambor, la longitud de la tubería flexible puede variar entre 610 y 4 570 m [2 000 pies y 15 000 pies] o una longitud mayor. USOS DE LA TUBERIA CONTINUA:
Lavado de arena y sólidos
Limpieza de Parafina y Asfaltenos
Descargado del Pozo e inicio de la Producción
Estimulación de Formaciones (Acidificación)
Cementación
Consolidación de Arenas
Servicio de Fresado a través de la tubería
Perforación
Circulación de Fluidos con densidad de control
Colocación de Herramientas de Ensayo y Cañoneo
Pesca y Herramientas de colocación
Sartas de Inyección de Productos Químicos
Tubería de Producción
Las características físicas del Coiled Tubing (CT):
Por ser una tubería rígida flexible puede ser introducida en el pozo con mucha más facilidad desde la superficie, esta característica la hace atractiva para ser utilizada en los pozos muy desviados y horizontales.
La tubería CT puede tener una longitud de 9.450 m (31000 pies) o superior, según el tamaño del carrete o el diámetro del tubo, que oscila entre 1 y 4 ½ pulgadas.
Una unidad motriz hidráulica, es controlada desde la consola instalada en una cabina de control central en superficie, la cual acciona el cabezal del inyector en el fondo para desplegar y recuperar la tubería CT.
Ventajas del Coiled Tubing
Operativas:
Trabajos sin necesidad de ahogo del pozo.
Vertibilidad para una amplia gama de trabajos.
Permanente desarrollo de nuevas tecnologías.
Posibilidad de realización de soluciones globales. Económicas:
Rapidez operativa y de movilización.
Bajo costo de locación. Medio Ambiente y Seguridad:
Disminución del impacto audio-visual.
Bajo impacto sobre el terreno.
Posibilidad de comando a distancia, proporcionando Seguridad al personal.
Disminución en la cantidad de desechos.
DESVENTAJAS: La tubería continua es susceptible a torcerse enroscándose, lo cual causa la fatiga de la tubería, (debilitamiento) y requiere frecuente reemplazo de la tubería. La tubería continua típicamente tendrá un espesor de pared mas delgado comparado con la tubería por tramos (con la excepción de la tubería “macarroni" o tubería pequeña). Esto limita la resistencia a la carga de tensión de la tubería. Debido a los efectos de la fatiga cíclica por doblado, la resistencia específica a la fluencia del material de la tubería continua se reducirá; esto afecta adversamente a la resistencia de la tubería contra los reventones y el colapso. Debido a las características del transporte en carretes (altura y peso), se tiene una longitud limitada de tubería flexible que puede envolverse en un carrete Otros Beneficios:
Disminuye considerablemente la pérdida de circulación y los problemas ocasionados por aprisionamiento con agotamiento de los reservorios cuya producción está en un proceso de disminución.
Los costos de perforación disminuyen a mayores caudales de penetración, prolonga la vida de la mecha, reduce los problemas relacionados con la perforación y los costos de los lodos de perforación cuando se lo compara con la perforación convencional.
Se reduce o elimina la necesidad de deposición de los fluidos de perforación.
La utilización del C.T. ha permitido desarrollar nuevas técnicas basadas en el uso de motores de fondo y cortadores mecánicos.
El perfilaje de pozos direccionales u horizontales asistidos con C.T. han dado muy buenos resultados, especialmente en tramos horizontales extendidos o con severidades de curvatura importantes. La resistencia del C.T. permite un movimiento uniforme de la herramienta.
Se usa en perforación costa afuera disminuyendo tiempo y costo, así mismo en la producción aún bajo condiciones ambientales severas.
3. COMPONENTES BÁSICOS DE LA UNIDAD DE TUBERÍA CONTINUA
INYECTOR DE TUBERIA:
El inyector de tubería continua es el componente usado para agarrar la tubería de longitud continua y proveer las fuerzas necesarias para desplegar y recuperar la tubería dentro y fuera del hoyo del pozo. Funciones básicas. Proveer el empuje requerido para insertar la tubería dentro del pozo contra la presión o para vencer la fricción del pozo.
Controlar la velocidad de descenso de la tubería dentro del pozo, bajo varias condiciones del pozo. Soportar todo el peso de la tubería y acelerarla a la velocidad de operación
ARCO GUIA
Los inyectores de tubería continua, usan un arco guía de tubería, que está ubicado directamente encima del inyector. El arco guiador de tubo soporta la tubería a lo largo de todo el radio de doblado (90+ grados) y guía la tubería flexible del carrete hacia las cadenas inyectoras.
CARRETE DE SERVICIO
El carrete de servicio sirve como un mecanismo de almacenamiento de la tubería continua durante el transporte y como dispositivo de bobinado durante las operaciones con tubería continua.
GUIA NIVELADORA
La tubería es guiada al carrete de servicio utilizando un mecanismo de servicio llamado el conjunto de guía niveladora de envoltura (devanador), que alinea apropiadamente la cañería a medida que se envuelve o se desenrolla en el carrete.
CONSOLA DE CONTROL
El diseño de la consola de control para una unidad de tubería continua, puede variar con cada fabricante, sin embargo, normalmente todos los controles están posicionados en una consola remota.
FUERZA MOTRIZ
Las unidades que suministran fuerza motriz para tubería continua se construyen con muchas configuraciones diferentes, dependiendo del ambiente de operación. La mayoría son movidas por motores diesel, aunque un número limitado usa motores eléctricos.
COLUMNA DE PREVENTORES DE REVENTONES
El sistema de Preventores de Reventones es una parte de importancia en la unidad de tubería continua y debería usarse en todo programa de servicio con tubería flexible. Está compuesto por el conjunto del stripper y los arietes operados hidráulicamente, especificados para una presión mínima de trabajo de 10000 lppc. Los preventores de reventones se colocan debajo del conjunto del stripper. El conjunto estándar para un ariete de cuatro arietes (desde arriba hacia abajo) para tubería flexible es el siguiente:
STRIPPERS
El stripper está diseñado para proveer un sello de presión firme o empaque alrededor de la tubería flexible, cuando se corre dentro del pozo o cuando se extrae del pozo con presión en la superficie. El sello se logra energizando los insertos empaquetadores del stripper forzándolos contra la tubería. La fuerza energizadora se aplica y se controla hidráulicamente desde la cabina del operador.
UNIDAD DE BOMBEO DE FLUIDOS
Esta unidad, es el equipo utilizado para desplazar los fluidos, ya sean líquidos o gases (nitrógeno), es el método para proveer la energía hidráulica (presión) en la circulación de los fluidos.
BOMBA DE LIQUIDOS
La bomba de líquidos tiene una toma ubicada desde los tanques de almacenamiento, desde allí se succiona el fluido dirigiéndolo al manifold y a las líneas donde puede ser mezclado con nitrógeno. Luego va a la articulación giratoria de circulación, en el carrete de la tubería
TANQUES Y EQUIPOS DE MEZCLADO / ALMACENAMIENTO
Los tanques típicos tienen dos o tres compartimientos y están disponibles para las capacidades deseadas. La succión del tanque puede por los costados, a varias pulgadas por encima del fondo, de manera que el sedimento no pueda entrar a la línea de succión. (Schlumberger, 2017)
4. APLICACIONES
4.1.
LIMPIEZA DE POZOS
La acumulación de arena durante la Producción del pozo, los agentes de sostén en operaciones de fractura o los sólidos de perforación se pueden lavar y circular a superficie utilizando el coiled tubing. El tamaño de las partículas, el perfil de desviación, la geometría de la instalación y la presión y temperatura del reservorio son elementos fundamentales que determinan qué método y tipo de fluido utilizar en la limpieza.
4.2.
LAVADO CON JETS FIJOS:
La mayoría de las limpiezas se realiza a través de los tubulares existentes. El C.T. permite la circulación continua durante las operaciones de limpieza, al contrario de lo
que sucede con operaciones con cañerías standard, donde el bombeo debe detenerse en reiteradas oportunidades para hacer las conexiones cuando debemos lavar pozos con baja presión de fondo. Allí la utilización de espumas con nitrógeno ha mostrado muy buenos resultados. En las operaciones con C.T. donde las velocidades de retorno por el anular son demasiado bajas para asegurar una limpieza efectiva, se utilizan geles tixotrópicos con un poder de arrastre y sostén adecuados a las condiciones de pozo. 4.3.
ESTIMULACIONES ACIDAS:
Los lavados con ácido se realizan para eliminar las obstrucciones, generalmente, de carbonato de calcio. Las operaciones de lavado se diseñan para asegurar que los tratamientos de fluido no invadan la matriz. En pozos donde es necesario remover las obstrucciones de sulfato de calcio, se han obtenido buenos resultados realizando una conversión química de sulfatos a carbonato. Luego de este trabajo, es posible realizar el lavado ácido. En pozos donde la tubería está totalmente obstruida es necesario realizar una limpieza mecánica, con motor de fondo y fresa, previa al lavado final. 4.4.
CEMENTACIONES:
Algunas operaciones de reparación por cementación se pueden realizar sin tener que AHOGAR el pozo. El cemento que queda en la cañería luego del bombeo se puede circular para restablecer el acceso a la profundidad total. La contaminación intencional de la lechada se utiliza en algunos casos para favorecer este método de trabajo. Las operaciones de abandono de pozos con coiled tubing son cada vez más populares como una alternativa económica con respecto a las técnicas convencionales. La habilidad del C.T. para realizar montajes rápidos, y la seguridad operativa de trabajar con pozos vivos han sido claves para definir su utilización. 4.5.
PESCA:
La intervención del C.T. en operaciones de pesca ha crecido mucho en los últimos años, en gran parte apoyado por el desarrollo de nuevas herramientas para operar con diámetros pequeños. Su mayor capacidad de carga y la capacidad de realizar lavados hidráulicos permiten realizar operaciones más allá del ámbito de wireline. La mayoría de las herramientas de pesca convencional pueden adaptarse al C.T.
4.6.
FRESADO Y UNDERREAMING:
Los motores de fondo se utilizan para eliminar cemento e incrustaciones de la cañería de producción o para eliminar obstrucciones. Para los casos en que la obstrucción se encuentra en un casing y debemos pasar a través de un tubing de menor diámetro, es posible utilizar underreamers.
4.7.
CORTADORES DE CAÑERIA
Los cortes de cañería tradicionalmente se han realizado con cortadores químicos o con explosivos. La utilización del C.T. ha permitido desarrollar nuevas técnicas basadas en el uso de motores de fondo y cortadores mecánicos. La limpieza y seguridad de esta técnica de cortes ha dado muy buenos resultados especialmente cuando luego del corte de la tubería se necesita continuar con una operación de pesca.
4.8.
TAPONES Y RETENEDORES:
Distintos tipos de herramientas empaquetadoras han sido desarrolla-dos para trabajar con C.T. en la terminación y reparación de pozos. Herramientas similares a las utilizadas convencionalmente han sido adaptadas a usos con C.T.
4.9.
PERFILES HERRAMIENTA STRADDLE PACKER:
Existen una gran variedad de tamaños para utilizarse con las diferentes configuraciones de terminación. Al correr estos elementos en tandem es factible la inyección de los fluídos de tratamiento en forma selectiva. Esto se realiza esencialmente en pozos horizontales con terminaciones tipo "Open Hole". Dado que la herramienta cuenta con elementos empaquetadores inflables, es posible correr a través de tuberías de producción y fijar en diámetros mayores al diámetro original de la herramienta. El perfilaje de pozos dirigidos u horizontales asistidos con C.T. han dado muy buenos resultados, especialmente en tramos horizontales extendidos o con severidades de curvatura importantes. La tecnología utilizada para realizar perfiles asistidos consiste en un cable conductor enhebrado dentro del C.T. La resistencia del C.T. permite un movimiento uniforme de la herramienta. Esto marca una clara ventaja de definición frente al perfil convencional. 4.10.
PERFORACION CON COILED TUBING
La perforación con Coiled Tubing está creciendo rápidamente. Los mejores resultados obtenidos con esta tecnología se observan en: - Perforación en Desbalance Perforación en Pozos Verticales de Diámetro Reducido (Slim Hole). - Profundizaciones verticales en pozos horizontales. - Re-entradas horizontales en desbalance a pozos existentes.
4.11.
SERVICIOS DE PRODUCCION
Gran cantidad de herramientas asociadas al uso de C.T. han sido desarrolladas para optimizar sistemas de producción convencional. Algunas de las aplicaciones se detallan a continuación: 4.12.
Sartas de Velocidad e Instalaciones de producción asistidas con C.T.
En este tipo de aplicaciones tan comunes, el CT se cuelga dentro de los tubulares existentes para reducir las áreas de flujo transversal. El aumento de la velocidad ascensional es de gran ayuda para pozos donde la presión de fondo comienza a declinar. 4.13.
Instalaciones de Gas Lift
Los sistemas de Gas Lift convencionales han sido adaptados para instalaciones con C.T. La utilización de válvulas concéntricas ha tenido gran difusión especialmente en pozos de diámetro reducido. Actualmente, pueden utilizarse válvulas enrollables, lo que asegura operaciones muy rápidas y seguras. 4.14.
Bombas Electro sumergibles
Las bombas electrosumer-gibles se han utilizado con el coiled tubing con el cable de energía anexado exteriormente al coiled tubing, lo que sirve de sarta de producción. 4.15.
Completaciones con Coiled Tubing
En proyectos donde la perforación se realiza en desbalance y es necesario instalar la tubería de producción sin matar el pozo, se están utilizando sartas de C.T. de diámetros que van desde 2" hasta 4 1/2". La utilización de C.T. como sarta de producción ha tenido gran difusión en profundizaciones de pozos. En estos casos la instalación de colgadores de liner adaptados al C.T. ha mostrado muy buenos rendimientos. (Oriente, 2015)
5. Bibliografía:
Oriente, S. d. (2015). Perforación con Coiled Tubing. Venezuela.
Schlumberger. (2017). Introduccion a Aplicaciones de coiled Tubing. Schlumber Public.
https://www.lacomunidadpetrolera.com/2009/06/nueva-tecnologia-coiledtubing.html
http://www.oilproduction.net/files/coiledtubing-sanantonio.pdf
http://perfob.blogspot.com/2015/09/operaciones-y-equipos-de-coiledtubing.html
