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7/31/2019 66095831 Control de Arena

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Control de Arena

Introduccin

Uno de los problemas ms frecuentes y con consecuencias

verdaderamente lamentables durante la produccin de hidrocarburos es la

produccin de arena. Controlar de manera eficiente la produccin de arena

va a depender de los diseos y estimaciones que realicemos durante la

fase de Completacin y la base de cualquier control que se aplique para

controlar o mitigar la produccin masiva de arena se basa en la Filtracin.

La produccin arena causa diversos problemas que van desde el

tratamiento y la eliminacin del relleno acumulado dentro de la tubera de

revestimiento o en el equipo de superficie, hasta la provocacin de fallas

graves de terminacin. Estos problemas a menudo se agravan, poniendo

en riesgo las futuras intervenciones de los pozos y la capacidad de los

mismos en el largo plazo. Si la arena erosiona los componentes de la

terminacin, los tubulares o los equipos de superficie pueden producirse

demoras en la produccin y obtenerse bajos factores de recuperacin, o

hasta perderse el control del pozo. Por ellos este trabajo est destinado a

mostrar un conjunto de tcnicas que se utilizan en la actualidad en los

procesos que regulan la produccin de arena en los pozos productores de

hidrocarburos.


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Control de Arena

Control de Arena.

Es el conjunto de tcnicas mediante las cuales se maneja total o

parcialmente, la produccin de slidos provenientes de la formacin productora

los cuales se producen conjuntamente con los fluidos, restringiendo en lo menor

posible la productividad del pozo.

El fenmeno de arenamiento tiene su origen cuando los esfuerzos

desestabilizadores (esfuerzos de arrastre y gradientes de presin) son mayoresque la resistencia mecnica de la formacin. Cuando estos esfuerzos son

mayores que la resistencia, ocurre una inestabilidad causando desprendimiento

del material de la formacin. Este desprendimiento puede ser en forma de granos

individuales de arena que se producen continuamente o pedazos enteros de la

formacin. Este desprendimiento de partculas no ocurre sbitamente, sino que va

aumentando hasta llegar a cantidades de arena no manejables por los sistemas

de produccin por lo que se deben identificar los pozos que estn produciendo

poca cantidad de arena para tomar medidas especiales, ya que una vez que estos

llegan a tasas crticas, no hay manera de detener la produccin de la misma.

Naturaleza de la Produccin de Arena.

Las condiciones que pueden originar la produccin de arena se determinan

basndose en el estado y condiciones que presente el yacimiento. La resistencia

de una arena est determinada por:

La calidad y el tipo de material de cementacin que mantiene la cohesin

de los granos.

La fuerza de friccin existente entre los granos.

La presin del fluido entre los poros de la roca.

La fuerza de presin capilar.


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Causas de la Produccin de Arena.

El material slido que se produce en un pozo puede contar tanto de finos de

formacin (generalmente no considerados parte de las caractersticas mecnicas

de la formacin), como de slidos que soportan la carga. Generalmente, la

produccin de finos no puede evitarse y ms bien resulta beneficiosa. Es preferible

que los finos se desplacen libremente a travs de la formacin o de un empaque

con grava instalado, en lugar de que estos se taponen.

Entre las causas de produccin de arena se encuentran las siguientes:

Grado de Consolidacin. La capacidad de mantener tneles de caoneo

abiertos depende estrechamente del nivel de cohesin existente entre los

granos de la arena. La cementacin de la arenisca suele constituir un

proceso geolgico secundario y por lo general, los sedimentos ms

antiguos tienden a estar ms consolidados que los ms recientes. Esto

significa que la produccin de arena constituye normalmente un problema

cuando se origina en formaciones sedimentarias terciarias que son

superficiales y geolgicamente ms jvenes, estas suelen tener poco

material de cementacin que mantenga unidos los granos de arena, por lo

que estas formaciones pueden clasificarse en poco consolidadas y no

consolidadas.

Reduccin de la presin de poro. A medida que se agota la presin del

yacimiento a lo largo de la vida productiva del pozo, se pierde parte del

soporte que posea la roca suprayacente. La disminucin de la presin del

yacimiento genera una cantidad creciente de esfuerzo en la arena de la

formacin. En un momento determinado, los granos de la arena de la


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formacin podran separarse de la matriz o triturarse, lo cual generara finosque se producen conjuntamente con los fluidos del pozo. La compactacin

de la roca yacimiento por la reduccin de la presin poro podra ocasionar

la subsidencia de la superficie.

Viscosidad del fluido de yacimiento. La fuerza de arrastre friccional que

se ejerce sobre los granos de la arena de la formacin es creada por el flujo

de fluidos del yacimiento. Dicha fuerza es directamente proporcional a la

velocidad de flujo de los fluidos y a la viscosidad del fluido del yacimiento

que se est produciendo. La fuerza de arrastre friccional sobre los granos

de arena de la formacin, es mayor en los yacimientos cuya viscosidad de

fluido es elevada, en comparacin con los de viscosidad baja. La influencia

del arrastre por viscosidad induce a la produccin de arena en yacimientos

de crudo pesado, donde se encuentran crudos altamente viscosos de poca

gravedad e incluso a velocidades de flujo bajas.

Aumento de la produccin de agua. La produccin de arena podra iniciar o

incrementarse cuando comience a producirse agua o donde aumente el corte

agua, posiblemente por dos razones: en primer lugar, en el caso de una formacin

de arenisca mojada en agua, la parte de la cohesin existente entre los granos se

deriva de la tensin superficial del agua de formacin que rodea cada grano. Al

inicio de la produccin de agua, el agua de formacin tiende a adherirse al agua

producida, lo que disminuye las fuerzas de tensin superficial y, por ende, la

cohesin intergranular. El segundo mecanismo mediante el cual la produccin de

agua afecta a la produccin de arena est asociada a los efectos de permeabilidad

relativa; a medida que aumenta el corte de agua, disminuye la permeabilidad


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relativa del crudo, por lo cual se requiere un diferencial de presin mayor paraproducir un crudo a la misma velocidad

Efectos de la Produccin de Arena

Acumulacin de Arena en los Equipos de Superficie (Separador,

Calentador Tratador o Tubera de Produccin).

Si la velocidad de produccin es lo suficientemente rpida para transportar

arena hacia la superficie, esta podra quedar depositada en el separador, el

calentador-tratador o en la lnea de produccin. Si este volumen de arena es

suficientemente grande, ser necesario remover los slidos para que el pozo

pueda producir eficazmente. Con el fin de restablecer la produccin, habr que

cerrar el pozo, abrir el equipo de superficie y extraer manualmente la arena.

Acumulacin de Arena en el Fondo (Tasa de Produccin disminuye por la

acumulacin de arena, perdida de produccin, mayores costos de

mantenimiento)Si la velocidad de produccin no es suficientemente elevada como para

arrastrar arena hasta la superficie, sta podra quedar bloqueada en la tubera de

produccin o caer y empezar a llenar el interior de la tubera de revestimiento.

Eventualmente, el intervalo productor podra quedar total o parcialmente relleno

con arena y cualquiera que sea el caso, la tasa de produccin declinar.

Erosin de los Equipos de Fondo y Equipos de Superficie (aumentan los

trabajos de reacondicionamiento)

En pozos altamente productivos, los fluidos que circulan a gran velocidad y

transportan arena pueden erosionar excesivamente tanto el equipo de fondo como

el de superficie lo que implica la necesidad de realizar trabajos frecuentes de

mantenimiento para reemplazar los equipos daados. Si la erosin es intensa y

ocurre durante un lapso suficiente de tiempo, el equipo de superficie y/o de fondo


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podra llegar a fallar totalmente, lo que generara graves problemas de seguridad,ambientales y mermas de produccin.

Colapso de la Formacin (los granos de arena se reordenan para crear un

nivel de permeabilidad inferior al que originalmente exista)

Los fluidos producidos podrn arrastrar consigo grandes volmenes de arena

hacia afuera de la formacin. Si la velocidad de produccin de arena es elevada

y el proceso se extiende por un lapso largo de tiempo, se desarrollar un vacio

detrs de la tubera de revestimiento, el cual continuar amplindose a medida

que se produzca mas arena. Cuando el vacio se torna lo suficientemente grande,

la lutita o formacin suprayacente podra colapsar hacia l, debido a la falta de

material que proporcione el soporte.

Mecanismo de control Arena

Reduccin de fuerzas de arrastre o friccin.

Por lo general, es el medio ms sencillo y econmico para controlar la

produccin de la arena. La tasa de produccin de fluidos que ocasionen

movimiento de arena y finos deben considerarse como una tasa de rea deformacin permeable. El determinar la tasa crtica de produccin por encima de

la cual la produccin de arena es excesiva es un factor econmico de gran

importancia, cuando las consideraciones del yacimiento y las demandas del

mercado justifican tasas ms altas de produccin. Cuando la tasa de produccin

del pozo flucta en una forma marcada las fuerzas de arrastres se incrementan de

una manera significativa. Para mantener la tasa de produccin, la tasa de flujo

por rea unitaria puede controlarse mediante:

Caoneo amplio y limpio a travs de la seleccin de produccin

existente

Aumento de la densidad del caoneo

Apertura de una longitud mayor de seccin


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Crear una ruptura de conduccin desde alguna distancia hasta elyacimiento por medio de fracturas rellenas.

Aumento de la resistencia de la formacin

Este se puede lograr a travs de la consolidacin de arena, este mecanismo

tiene una aplicacin especializada, deja la luz del pozo completamente abierta y

puede utilizarse en revestidores de dimetros pequeos.

Punteo mecnico de la arena

Este es el recurso ms antiguo y que ha tenido mayor aplicacin. Sin embargo,

mas difcil de aplicar en zonas mltiples de dimetro pequeo.

MTODOS QUMICOS:

Para los ingenieros y cientficos fue natural, tratando de mejorar el control

de arena, considerar la consolidacin artificial de los granos de arenas de la

formacin. Con ello se eliminar la necesidad de colocar forros ranurados en el

hueco perforado, haciendo posible un mejor control de inyeccin de fluidos para

estimular o aplicar la recuperacin secundaria, y facilita los trabajos de reparacin.

Adems, si la formacin se puede consolidar en el sitio, antes de que sus estados

naturales sean alterados, se puede obtener una productividad natural mxima y

habr muy poco o ningn movimiento de partculas finas.

Los mtodos comerciales de consolidacin existen desde 1940 y los

procesos exitosos usan resina sinttica llamadas plsticos en la industria

petrolera. Podemos citar algunos como:

Tcnicas utilizadas en los mtodos qumicos:


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Separacin de Fases: este proceso incluye soluciones de resina relativamente

diluidas en solventes de hidrocarburos. Combinando con un activador

(catalizador), la fase lquida de la resina se separa del solvente, despus de un

perodo de tiempo, y se solidifica. Despus de la separacin, pero an en estado

liquido, la resina es atrada por las fuerzas capilares hacia los puntos de contacto

grano a grano. Algunos otros sistemas combinan la operacin de fases con un

sobreflujo.

Sobreflujo: este proceso utiliza una solucin de resina de punto cedente

elevado. La permeabilidad se establece bombeando un fluido de sobreflujo dentro

de la formacin, desplazando la resina y dejando una saturacin residual en los

puntos de contacto grano a grano. El sobreflujo se disea para controlar el

espesor de la pelcula plstica y por consiguiente, controla la resistencia corrosiva

y la permeabilidad.

Microesferas de vidrio: el uso de microesferas de vidrio como material de

empaque ha sido estudiado recientemente. Los resultados de esta investigacin

arrojan resultados satisfactorios, colocando a este mtodo como una alternativa

para el control de arena, en pozos donde la grava no tiene efectividad;

especficamente en pozos con inyeccin de vapor.

Bauxita Sintetizada: el uso de la bauxita sintetizada, como material de

empaque, ha sido objeto de muchos estudios. Estas evaluaciones se estn

dirigiendo especficamente a los pozos que producen petrleo con alto contenido

de arena, y que fueran sometidos a inyeccin de vapor.


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MTODOS MECNICOS:

Este mtodo trata de controlar la arena de formacin por el puenteo de los

granos en las ranuras de las tuberas ranuradas, rejillas pre-empacadas, filtros y

empaquetamiento con grava. Es obvio que un control de arena exitoso usando

mtodos mecnicos se basa en la seleccin correcta de la ranura de la tubera y

del dimetro de los granos de grava a utilizarse, esto significa que muestras de la

arena de formacin representativas deben ser obtenidas y analizadas

correctamente.

Tcnicas utilizadas en los mtodos mecnicos

Colocacin de tubera o "liners" ranurados

Constituyen la manera ms sencilla de controlar la produccin de arena en

pozos dependiendo lgicamente del grado de consolidacin de la arena a

producir. Este mecanismo debe emplearse, slo si se tiene una arena bien

distribuida y limpia, con un tamao de grano grande, porque de lo contrario la

rejilla o forro terminar taponndose. Las rejillas y "liners" actan como filtros de

superficie entre la formacin y el pozo, puesto que el material de la formacin se

puentea a la entrada del liner. Las rejillas y los "liners" ranurados previenen la

produccin de arena basados en el ancho de las ranuras o aperturas para el flujo,

denominado tambin calibre, creando as un filtro que permite la produccin de

petrleo.


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Liner Ranurado.

Limitaciones de los Liners Ranurados.

Una de las limitaciones ms rpidamente identificables de los liner ranurado

como una tcnica de control de arena, es la corrosin de las ranuras antes de que

ocurra el puenteo.

Si los puentes que se han formado no son estables, pueden romperse cuando

cambie la tasa de produccin o cuando se cierre el pozo. Ahora bien, debido a que

los puentes pueden romperse, es posible que la arena de la Formacin se

reorganice, lo cual, con el tiempo, tiende a ocasionar la obstruccin de la rejilla o

liner. Por tanto, cuando se utilice esta tcnica para controlar arena de Formacin,el dimetro de la rejilla o liner debe ser lo ms grande posible, con el fin de

minimizar la magnitud de la reorganizacin de los granos que pueda ocurrir. Para

que una rejilla o liner ranurado sean eficaces, debern utilizarse exclusivamente

en formaciones de permeabilidad relativamente elevada, que contengan poca o

ninguna arcilla y cuyos granos de arena sean grandes y estn bien distribuidos. Si

la formacin presenta suficiente arcilla, los puentes de arena que se forman en la

rejilla o en el liner podran obstruirse. Si el rango de tamao de las partculas de

arena es amplio y/o diverso, es posible que la rejilla o liner ranurado se obstruya

con granos de arena.

Los pozos de petrleo y/o gas con arenas bastantes sucias y con tamaos de

granos pequeos, son normalmente formaciones no-uniforme. Esto no permitir

un apropiado puenteo de la arena de la formacin sobre la rejilla o liner. En la


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mayora de los casos algn puenteo ocurrir pero con una reduccin de laproduccin debido a la invasin de las partculas ms pequeas en las aberturas

de las rejillas de alambre enrollado. Esto en efecto limita el uso de rejilla sola o

liner como una tcnica para controlar la arena de la formacin. Otro factor sera

el tipo de formacin (friable, parcialmente consolidada no consolidada). Las

Formaciones friables posiblemente nunca colapsaran alrededor de la rejilla o

liner, pero producirn cantidades pequeas de arena durante la produccin del

fluido. Las arenas parcialmente consolidadas y las arena no consolidadas se

derrumbarn y llenaran las perforaciones y el espacio entre el revestidor y la rejilla

con la subsecuente reduccin de la permeabilidad en las perforaciones y en el

espacio del revestimiento/rejilla. La experiencia indica que las completaciones con

rejillas solas en hoyo abierto, la formacin rara vez colapsa totalmente sobre la

rejilla, lo que pueda permitir el transporte de material taponante a la superficie de

la misma.

La productividad inicial de las completaciones con rejillas solas es generalmente

buena, pero la declinacin de produccin subsecuente es tpica. Las rejillas suelenno ser muy exitosas en muchos pozos consecuencia del taponamiento de las

ranuras de la rejilla y posterior declinacin de la produccin.

La seleccin entre rejilla y liner ranurado se basa fundamentalmente en factores

econmicos. El liner ranurado es menos costoso, pero presenta limitaciones de

anchura de las ranuras y, por lo general, tiene menos rea de flujo disponible. Por

su parte, las rejillas pueden tener aberturas mucho ms grandes y un rea de flujo

mayor, pero resultan ms costosas.

Rejillas solas: las rejillas constan en un espiral de alambre de acero

inoxidable enrollado alrededor de una estructura de soporte, formando un tubo

(ver figura 2.6). En la evolucin de esta tcnica, se lograron mejoras en el diseo

de este tipo de rejillas, aadiendo alambres longitudinales o nervaduras, entre el


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alambrado exterior o camisa y la base de la tubera.

Rejilla sola para empaque con grava.

Fuente: catalogo de rejillas Jonson.

Los pozos que presentan produccin de fluidos corrosivos (H2S, CO2),ameritan de consideraciones especiales. En estos casos hay que controlar la

produccin de arena con herramientas diseadas con un material especial para

evitar la corrosin de la rejilla.

Ventajas

Aberturas mucho ms pequeas y un rea de flujo mayor que los tubos

ranurados.

Alta resistencia a la corrosin y a la erosin gracias al material con que

estn fabricadas las rejillas (acero inoxidable especial).

Las propiedades mecnicas slo se ven reducidas en un 20%.

El rea de flujo no limita la longitud del tramo a empacar.


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El perfil del alambre trapezoidal invertido minimiza el problema detaponamiento.

Desventajas

Si el puente que se ha formado no es estable y se rompe, la rejilla

puede obstruirse con el tiempo debido al reordenamiento/redistribucin

de la arena de formacin.

En pozos de alta tasa de hay posibilidad de que ocurra una falla de la

rejilla por erosin antes de que se forme el puenteo.

Aplicacin nicamente para formaciones de granos grandes y bien

distribuidos, alta permeabilidad y poca o ninguna arcilla y dems finos.

En comparacin con los tubos ranurados resultan ms costosas.

La experiencia indica que en las completaciones con rejillas en hoyo abierto, la

formacin rara vez colapsa totalmente sobre la rejilla, dejando as el anular abierto

para transportar material taponante a la superficie de la rejilla. La productividadinicial de las completaciones con rejilla es generalmente buena, pero la

declinacin de produccin subsecuente es tpica. Muchas fallas de pozos se han

registrado como consecuencia del taponamiento de las rejillas y la declinacin de

la produccin.

Rejilla Pre-empacada: es bsicamente un filtro de dos etapas con envolturas

externas e internas que entrampan el medio filtrante El medio filtrante acta como

agente puenteante cuando se produce arena de formacin. Por su naturaleza, la

grava recubierta de resina y consolidada constituye un filtro sumamente eficiente

para detener la produccin de arena de la formacin, por tal motivo es muy usada

en completaciones con empaque con grava a hoyo desnudo como medida de


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seguridad en caso de no quedar empacado completamente el espacio anular entrela rejilla y la formacin.

En la actualidad las rejillas preempacadas actan como un empaque

armado, que puede bajarse sin necesidad de realizar el trabajo de empaque con

grava. Esta rejilla est limitada para casos especiales, donde el empaque no se

justifique tcnica o econmicamente como por ejemplos en yacimientos con arena

fina o intervalos cortos de produccin (menor de 10 pies). Existen diferentes

diseos de rejillas preempacadas, entre las ms comunes se incluyen las

siguientes:

Pre-empacadas de rejilla doble: consiste en una rejilla estndar y una camisa

adicional sobre la primera camisa, el espacio anular entre ambas camisas se llena

con grava revestida con resina. Todo el ensamblaje de la rejilla se coloca en un

horno y se calienta para permitir que la grava se consolide.

Pre-empacada de rejilla sencilla: posee, en primer lugar, una rejilla estndar.

En este caso se instala un tubo perforador especial sobre la camisa. Este tubo

est envuelto en un papel especial para sellar los orificios de salida y la regin

anular entre la camisa y el tubo perforado se llena con grava revestida con resina.

El ensamblaje se cura en un horno y se saca el papel que est alrededor del tubo

exterior. El dimetro exterior del tubo perforado es menos susceptible al dao que

la rejilla y esto tiene sus ventajas cuando el producto debe ser corrido a travs de

patas de perro muy pronunciados, ventanas fresadas en la tubera revestidora o

zapatas guas.


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Rejilla Pre-Empacada.

Fuente: catalogo de rejillas Jonson

Ventajas

Relativamente fciles de instalar, pero debe tomarse la precaucin de

desplazar el lodo cargado de slidos del hoyo antes de correr la rejilla, para

as evitar el taponamiento.

Ofrecen un control excelente de la arena.

Desventajas

Muy propensas al taponamiento con el tiempo. El taponamiento puede

ocurrir en los tneles de perforacin, en la cara de la rejilla, en la recubierta


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de resina entre las rejillas, as causando al final, una boca de pozorestringida.

Resultan costosas en comparacin con los tubos ranurados y las rejillas

solas.

Son adecuadas solo para formaciones de granos de arenas grandes y bien

distribuidos, con elevada permeabilidad y poco o ningn contenido de arcilla

u otros finos.

El mtodo ampliamente usado para el control de arena es un forro ranurado

rodeado por un empaque con grava. El forro provee el camino libre al fluido

producido del yacimiento, mientras retiene la grava. El componente principal de

ste mtodo es la grava y se disea para detener cualquier migracin de arena de

la formacin combinando una accin de soporte mecnico (para resistencia) con la

teora de puenteo (para productividad).

Mallas Pre-Empacadas: Las mallas pre-empacadas se desarrollaron hacealgunos aos y representan un punto medio entre las camisas ranuradas y las

mallas enrolladas de alambre empacadas con grava. consisten en agregados de

tamaos exactos unidos a otros por un agente de pegamiento no plstico.

Dependiendo del manufacturero, puede incluir o no una tubera desnuda. Viene

ms frecuentemente en un cilindro de espesor variable cuyo tamao se escoge

para deslizarse sobre tuberas de revestimiento comunes.

La efectividad de las mallas pre-empacadas para retener la arena de la

formacin no se ha demostrado totalmente. En hoyos entubados con tuberas de

revestimiento caoneadas, permiten que la arena de la formacin invada las

perforaciones y la tubera de revestimiento. Si la malla pre-empacada no es

cortada por la mezcla de arena de la formacin y los fluidos que salen a presin de


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las perforaciones, el empaque propio de arena de la formacin en los tneles delas perforaciones restringe la produccin muy significativamente.

Es muy conocido, que la vida del material pegante en las mallas pre-

empacadas est muy lejos de ser comparable con una malla enrollada con

alambre empacada con grava diseada apropiadamente, ya que dicho material es

erosionado por los fluidos que fluyen a travs de ella.

Por esta razn, no se recomienda el uso de mallas pre-empacadas para

control de arena en pozos productores, en los cuales puedan utilizarse mtodos

convencionales.

Grava:

Se denomina grava a las rocas de tamao comprendido entre 2 y 64 mm, aunqueno existe homogeneidad de criterio para el lmite superior. Pueden ser producidas

por el hombre, en cuyo caso suele denominarse piedra partida o chancada, y

naturales. En este caso, adems, suele suceder que el desgaste natural producido

por el movimiento en los lechos de ros ha generado formas redondeadas,

pasando a conocerse como canto rodado. Existen tambin casos de gravas

naturales que no son cantos rodados.

Empaque con grava:

El principio del empaque con grava es el de colocar arena gruesa o grava de un

tamao apropiado, en frente de una formacin no consolidada, para evitar el


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movimiento de los granos de arena y permitir el flujo de petrleo libre de arena enel hoyo.

El empaque con gravas es la tcnica de control de arenas mas comnmente

utilizada por la industria petrolera actualmente. Este mtodo de control de arena

utiliza una combinacin de rejilla y grava para establecer un proceso de filtracin

en el fondo del pozo. La rejilla es colocada a lo largo de las perforaciones y un

empaque de grava con una distribucin adecuada de arenas es colocada

alrededor de la rejilla y en las perforaciones. Despus de esto la arena del

empaque de grava en las perforaciones y en el espacio anular de las rejilla-

revestidor filtra la arena de la formacin mientras la rejilla filtra la arena del

empaque con grava.

El xito de un empaquetamiento de grava depende de la seleccin correcta del

tamao de grava y su colocacin adecuada alrededor de la rejilla o tubera

ranurada. Si el tamao de la grava a emplearse no es seleccionadocorrectamente, la arena de formacin no ser controlada y migrara al

empacamiento de grava, por lo cual la reducir la permeabilidad efectiva y

restringir la produccin.

Ventajas del empaque con grava:

Es efectivo en intervalos largos

Generalmente inefectivo para altos contenidos de arcilla o finos.

Utiliza materiales no txicos y simples

No sufre degradacin qumica


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Mas fcil de aplicar en zonas con permeabilidad variante Bajo riesgo

Alta productividad

Desventajas

Se restringe la boca del pozo debido a la necesidad de dejar la rejilla en

el hoyo.

Taponamiento debido a la formacin de escamas cuando el agua de

inyeccin se mezcla con el fluido de completacion a base calcio usado

durante el empaque con grava.

El uso de un taladro requiere que el pozo sea matado con la salmuera

para equilibrar la presin de formacin.

Subsecuentes perdidas de fluido al usar una salmuera de alto peso para

matar el pozo.

Requiere una inversin sustancial para el taladro, fluido de

completacion, el equipo de fondo de pozo, el equipo de superficie,

bombeo y materiales.

Perdida de fluidos durante la completacin podra causar daos a la

formacin.

Erosin-corrosin de la rejilla debido a la arena que choca contra

cualquier superficie expuesta.

Dificultad de colocar fluidos de estimulacin a travs del intervalo

empacado con grava.


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Empaque con grava y recubimiento de resina:

La grava recubierta de resina es una arena de empaque con grava de alta

permeabilidad, la cual esta cubierta por una capa delgada de resina. Esta puede

ser descrita como una tcnica de filtrado mecnico en una sola etapa. Segn la

especificacin API, la arena cubierta de resina se bombea dentro de las

perforaciones y seguidamente se llena la tubera de revestimiento. La temperatura

de fondo del pozo o la inyeccin de vapor hace que la resina se endurezca y forme

un empaque consolidado. Despus que se endurece y ha ganado resistencia a la

compresin, la arena consolidada del empaque con grava colocada en la tubera

de revestimiento puede ser extraida dejando las perforaciones llenas con la arena

consolidada de alta permeabilidad. Los tapones de grava consolidada que quedan

en las perforaciones actan como un filtro permeable que proporciona un medio

para controlar la arena de la formacin durante la produccin o inyeccin.

El uso de la grava con recubrimiento de resina puede ser una operacin compleja.Lo mas importante para que un trabajo sea exitoso es que las perforaciones esten

completamente llenas de grava recubierta de resina, y la grava debe endurecerse.

El llenar por completo las perforaciones se hace ms complejo a medida que

aumenta la longitud de la zona y la desviacin. Tambin hay que considerar que el

endurecimiento de la grava con recubimiento de resina depende de que exista

suficiente resistencia a la compresin. Este factor depende de la temperatura y el

tiempo, se requieren temperaturas mayores a loa 300f durante varios das.

Seleccin de la grava:

Con el fin de seleccionar la grava mas adecuada para formar un buen filtro y

prevenir la migracin de arena de formacin hacia el pozo, es necesario obtener


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muestras representativas de la formacin. Estas muestras de arena de canal seobtienen durante el lavado de las perforaciones o del relleno encontrado dentro del

linero durante la ampliacin de un hoyo. Estos mtodos son los menos indicados

para tal fin, se debera , en una etapa temprana de desarrollo de campo, tomar

ncleos en las diferentes arenas productoras o muestras de pared, para realizar

anlisis de las mismas y lograr una estandarizacin de la grava.

Anlisis granulomtrico de la formacin

El anlisis del tamizado consiste en colocar una muestra encima de una serie de

rejillas cuyos tamaos de malla son progresivamente ms pequeos. Los granos

de arena de la muestra original del pozo atravesarn la rejilla hasta encontrar una

a travs de la cual ese tamao de granos no pueda pasar, porque la las aberturas

son demasiado pequeas. Al pasar la rejilla antes y despus del tamizado, podr

determinarse el peso de nuestra formacin que cada tamao de rejilla ha retenido.

Luego de haberse realizado el anlisis descrito anteriormente; se prosigue a la

seleccin de la grava, para ello se utilizan dos mtodos, los cuales se diferencian

por la produccin diaria del pozo. Ellos son:

1. Mtodo de saucier o de mxima productividad: define la relacin grava-

arena como la razn existente entre la grava de 50 percentil y la arena de

50 percentil. Sus trabajos de investigacin fueron enfocados hacia el efecto

de la relacin grava- arena en la permeabilidad del empaque.

2. Mtodo de Schwartz: este mtodo es utilizable en yacimientos de alta

presin y produccin de fluidos (un pozo productor de 1000 BPD o mas).

Schwartz recomend usar un tamao crtico de los granos de formacin.

Considera que una relacin grava- arena mayor o igual a cinco producira


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un empaque estable, un valor de seis es usado como optimo y uno de ochoes considerado mximo. Para estudios Schwartz consider la velocidad de

flujo y la uniformidad de la formacin.

Tipos de empaques con grava:

El empaque de grava segn, el tipo de completacin al cual esta asociado, se

puede denominar como:

Empaque con grava en hoyo entubado: Con este tipo de completacin

se obtiene la flexibilidad necesaria para producir las arenas de manera

selectiva. El empaque con grava en hoyo entubado y caoneado se

utiliza principalmente en yacimientos con empuje muy activo de agua o

gas, arenas intermedias en contacto con zonas de agua o gas y en

arenas de poco espesor.

Empaque con grava en hoyo abierto: Los empaques con grava a hoyo

abierto son usados principalmente donde las caractersticas de la

formacin permiten completar el hoyo abierto y donde las instalacin del

control de arena debe permitir la produccin mxima.

sus ventajas principales estriban en: la restitucin total o an mejor de las

condiciones iniciales de la formacin y en el uso de la camisa o forros

rasurados de tamao grande, los cuales permiten instalar las bombas


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Control de Arena

dentro del intervalo productor, en las etapas de agotamiento avanzado delyacimiento. Tambin proporciona mayor flexibilidad en la inyeccin

selectiva de vapor.


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CONCLUSIN

Como hemos constatado los problemas operacionales asociados con el

influjo de arena afectan negativamente al pozo y a la productividad del yacimiento,

ponen en peligro la longevidad del pozo, limitan las operaciones de

reacondicionamiento e impactan en la rentabilidad del campo desfavorablemente.

Por lo anterior es importante una previa evaluacin y caracterizacin de la

formacin para proponer las tcnicas adecuadas y que posteriormente nospermitan controlar la produccin de arena en el pozo que nos ocupe. La eleccin

y el adecuado diseo de los esquemas de Completacin de los pozos perforados,

constituyen parte decisiva dentro del desempeo operativo, productivo y desarrollo

de un Campo. La eficiencia y la seguridad del vnculo establecido entre el

yacimiento y la superficie dependen de la correcta y estratgica disposicin de

todos los parmetros que lo conforman, de esta manera podra hablarse de la

productividad del pozo en funcin de la Completacin, que incluye un anlisis de

sus condiciones mecnicas y la rentabilidad econmica que justifique su

existencia.

66095831 control de arena

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