09 Disparos
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8/18/2019 09 Disparos
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Fundamentos sobre Terminación de Pozos60/21
Perforación del revestimiento (disparos)
Es el proceso de crear canales o túneles de comunicación entre elyacimiento y el agujero revestido por medio de orificios perforadosque atraviesan la tubería de revestimiento, el cemento colcadodetrás del mismo y la roca yacimiento en las vecindades del pozo.Los disparos son hechos con cañones o pistolas tubulares que seposicionan dentro del pozo frente a los intervalos de interés en laformación y disparan cargas explosivas laterales hacia la formación.
La técnica de disparo elegida depende de:
• Tipo y dimensión de la terminación instalada• Condiciones del yacimiento: grado de consolidación y estabilidad• Experiencia local y preferencias del operador
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Fundamentos sobre Terminación de Pozos61/21
Problemas asociados con los disparos
Problemas de producción derivados de la operación de cañoneo:
• El tunel perforado no alcanza a pasar la zona dañada por invasión delos fluidos de perforación o de cementación.
Causas:desempeño de las cargas explosivasexcesiva extensión de la zona dañada al rededor del pozo
• Tunel de la perforación no penetra lo suficiente en la zona productiva oqueda obstruido
Causas:diseño inadecuado del cañoneo (número inadecuado de cargas)fallas en las cargas individuales o en las pistolas
taponamiento con residuos de los túneles perforados
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Fundamentos sobre Terminación de Pozos62/21
Diseño del programa de disparo
Las principales consideraciones de diseño incluyen:
• Localización del intervalo a ser perforado• Densidad de cargas o tiros por pié lineal o por metro de cañón• Desfase de las perforaciones (ángulo entre cargas adyacentes)• Penetración o alcance del tunel perforado atravesando el revestidor• Residuos dejados dentro del túnel perforado• Método usado para correr las pistolas dentro del pozo• Recuperabilidad de las pistolas disparadas• Presión hidrostática de fondo al rededor de los pistolas• Temperatura de fondo (tiempo de exposición de las cargas)• Longitud del intervalo a perforar
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Fundamentos sobre Terminación de Pozos63/21
Intervalo perforado
Factores a considerar para localizar y definir la longitud del intervalo adisparar:
Analizar registros de evaluación de la cementación para definir zonas de pobreaislamiento hidráulico (minimo 10 pies entre zonas para aislamiento)
• Dejar una mínima distancia ciega entre zonas a disparar, así:
– 15 pies para revestidor o liner de 9-5/8”– 10 pies para revestidor o liner de 7”– 5 pies para revestidor o liner de 5 ½”
• Dejar 15 pies no cañoneados entre zonas de completación múltiple
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Fundamentos sobre Terminación de Pozos64/21
Intervalo perforado
Factores a considerar para localizar y definir la extensión del intervalo adisparar:
• Dejar 30 pies sin disparar si se requiere de empaque con arena
• En formaciones gruesas dejar intervalos ciegos de 5 a 10 pies cada 20 a 40 pies
• Considerar una precisión de +/- 3 pies para correlacionar la profundidad
• No disparar las barreras naturales de permeabilidad
• No disparar muy cerca de los contactos agua-aceite o gas-aceite
• Perforar menos del 85% de la longitud neta del intervalo resultará en unapenetración parcial de la zona dañada (perforar más del 85% de la longitudproductiva neta)
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Fundamentos sobre Terminación de Pozos65/21
Intervalo perforado
Características de flujo con perforación enforma inadecuada del intervalo productivoCaracterísticas de flujo con adecuadaperforación del intervalo productivo
Perforación paracial de la zona de daño por invasión (factor de corteza)
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Fundamentos sobre Terminación de Pozos66/21
Densidad de disparos
Es el número de cargas (o perforaciones) por cada pié o metrolineal del cañón (tiros por pié = tpp, ó “shots per foot = spf”).También: cargas por metro
Consideraciones:
• Una alta densidad de cargas puede requerir de múltiple corridade cañones
• El factor determinante es el tamaño del revestidor o liner• La densidad de cargas más común es de 8 tpp• Se prefieren altas densidades de carga donde:
– La permeabilidad vertical es baja (
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Fundamentos sobre Terminación de Pozos67/21
Ángulo de fase
La fase del cañoneo se refiere al ángulo de orientación entre dos cargasadyacentes
Consideraciones:
• Se utilizan cinco configuraciones comunes para el arreglo de las cargasen los cañones: 0 o, 60 o, 90 o, 120 o y180 o
• Los cañones con fase de 0º (cargas alineadas) no deben estarcentralizados y se deben fijar al revestimiento para mejorar lapenetración
• Altas densidades de cargas alineadas con fase de 0º (mayores que 16tpp) pueden dañar el revestidor y requieren de corridas múltiples
• La fase afecta las características de flujo en las cercanías del pozo• La orientación de cargas con fases diferentes a 0º es preferida encompletaciones con tratamientos posteriores de fracturamientohidráulico
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Fundamentos sobre Terminación de Pozos68/21
Efectos del ángulo de fase en la penetración
Desfase de lasperforaciones
Penetración
Separación odistanciamiento
Penetración
Separación odistanciamiento
Efectos de la fase en las perforaciones
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Fundamentos sobre Terminación de Pozos69/21
Penetración, separación y residuos del disparo
Penetración – longitud efectiva del tunel perforado a la formación
• Debe sobre pasar la zona dañada por invasión de fluidos• Es afectada por la “separación”
Separación – distancia entre el cañón y el revestidor o liner
• La eficiencia de las cargas disminuye con la separación
• Efectos de la separación acentuados con altas presiones• El tamaño del túnel es afectado por la separación
Residuos del disparo – restos de cargas dejados después de detonar
• Siempre hay algo de residuos, dependiendo del tipo de cañón o decarga
• Se deben remover por lavado en reversa después de cañonear odurante el cañoneo en des balance o en medio ácido
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Fundamentos sobre Terminación de Pozos71/21
Proceso de perforación del túnel
Zona fracturada
Residuos de la explosión
Túnel de perforación limpio y estable
Chorro explosivo generado aldetonar la carga. Viaja a velocidadde 21,000 pies/seg y su puntaimpacta la TR con 15 millones de psi
La penetración es variable y puedellegar hasta 30 o 40 pulgadas dentro dela formación. El orificio de entrada varía
por lo general entre ¼” y ¾”
Secuencia del punzado con chorro explosivo
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Fundamentos sobre Terminación de Pozos72/21
Presión para disparo en el fondo del pozo
Hay dos condiciones básicas asociadas con la presión en el fondo del pozo almomento de efectuar el cañoneo:
a. Disparo en condición de Sobre-balance (P. en el pozo > P. de formación)b. Disparo en condición de Des-balance (P. en el pozo < P. de formación)
• Sobre Balance – se disparan los cañones teniendo al rededor unacolumna de fluido con presión hidrostática mayor que la presión deformación
– La presión de surgencia posterior al disparo actúa para compactar losresiduos del cañoneo dentro de los túneles perforados
– Requiere menos complejidad en equipos y en técnicas
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Fundamentos sobre Terminación de Pozos73/21
Presión para disparo en el fondo del pozo
• Bajo Balance – se disparan los cañones en medio de unacolumna de fluido que ejerce una presión hidrostática menor que
la presión de la formación – La formación trata de fluir a través del tunel perforado y retira
los posibles residuos dejados en su interior
– Reduce la probabilidad del daño en las cercanías del pozo
– Requiere de equipos y técnicas especiales
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Fundamentos sobre Terminación de Pozos74/21
Sistema de arreglo de cargas en los cañones
Un cañón es el arreglo de las cargas individuales convenientementedistribuídas en densidad y dirección de disparo, conectadas entre sípor accesorios para perforar secciones del revestimiento en formaselectiva.
Elementos principales de un sistema de cañoneo:
1.Portador de cargas .Puede ser:
– Recuperable, – desintegrable, – semi-desintegrable
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Fundamentos sobre Terminación de Pozos75/21
Sistema de arreglo de cargas en los cañones
Elementos principales de un sistema de cañoneo:2.Detonador es el iniciador de la explosión (reacción en cadena) de
las cargas conectadas.
Puede ser: – eléctrico, – de percusión (mecánica o hidráulica)
3.Cuerda explosiva
– Cable con explosivo que conecta las cargas entre sí
4.Carga moldeada - Explosivo contenido en un recipiente cóncavode forma cónica que genera chorro de alta velocidad y fuerza deimpacto al activarse
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Fundamentos sobre Terminación de Pozos76/21
Opciones para la corrida de los cañones
Las opciones para la corrida de sistemas de cañoneo incluyen:
1. Método de corrida de los cañones en el pozo:
– Con cable eléctrico
– Cañones tubulares conectados a la sarta de producción – TCP – Cañones tubulares TCP corridos con tubería continua
enrollada
2. Cañones bajados por dentro de la tubería de producción
– Sistemas de diámetro exterior pequeño
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Fundamentos sobre Terminación de Pozos77/21
Opciones para la corrida de los cañones
Las opciones para la corrida de sistemas de cañoneo incluyen:
3. Sistemas de cañones bajados por dentro del revestimiento
– Sistemas de diámetro exterior grande
4. Cañones bajados formando parte integral de la sarta de producción,
como tubulares enroscados a ella (Tubing Conveyed Perforators, TCP)
– Pueden ser recuperados con la sarta o soltados al fondo
– Adecuados para perforar intervalos largos (varios cientos de pies)
– No es posible verificar detonación de las cargas en caso de duda
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Fundamentos sobre Terminación de Pozos78/21
Requerimientos de cañoneo según los objetivos
Para terminaciones
Naturales
• Densidad de cargas adecuada (perforaciones abiertas y limpias)
• Remoción de residuos de los túneles perforados• Penetracíón más allá de la zona dañada por invasión• Ángulo de fase optimizado
Para terminaciones deempaque con arena
• Tamaño de orificio – para lograr área de flujo adecuada• Densidad de cargas – para lograr área de flujo adecuada• Remoción de los residuos del cañoneo• Optimización del ángulo de fase• Penetración adecuada
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Fundamentos sobre Terminación de Pozos79/21
Especificación de los sitemas de cañoneo
CañonesTubulares Cañonesdesechables
altadad de
tiros, HSD
(TT)2-3/8 a
3-1/2365
20,000
Cañonestubularesde casing
Cañonesselectivoscarga x carga
densiCañonesHEG
(TT) (CSG)OD de la Tubería o delRevestimiento (pulg) 2-3/8 a 4-1/2 a 4-1/2 a Hasta 4-1/2 4-1/2 a
4-1/2 7 7 > 9-5/8Max Temp (°F) 500 500 210 300 0 a 500
Max Presión (psi) 25,000 25,000 4,000 8,000 25,000
x x x x xContención de residuos
x x x x xSelectivitdad
x x x xSeguridad del sistema
x x xCañoneo en desbalance
x x x xCompatible con H2S
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Fundamentos sobre Terminación de Pozos80/21
Selección y diseño del cañoneoEl cañoneo en desbalance ofrecepoco o ningún beneficio o representa
costos o cargas operacionalesinaceptables? (pozos estimulados,zonas múltiples muy espaciadas)
Se pueden lograr tasas de flujo adecuadascon múltiples corridas de pistolas a través
de la tubería y las limitaciones de 0º defase de cargas y de arrastre de fondo?
usar cañones detubería, TCP
La temperatura de fondoes menor de 450°F? NoNo No
Estimar daño a lasperforaciones y su
efecto sobre laproducción. Si es
aceptable, usarcañones por tubería
Se pueden utilizarcañones a través de lasarta de producción?
Se matará el flujosi se cañonea conbajo arrastre y sin
tubería?
Se puede formular un fluido decompletación que controle el flujo y
las pérdidas en el pozo y semantenga adecuadamente limpio?
Se pueden usarcañones de tubería
de 2-1/8” o mayores?
NoSiNo No
No
Reconsiderar opciones Considerar si el uso decañones de casing en
desbalance es aceptable yevaluar riesgos de daño al
flujo al correr la
completación
SiSi
No Se puede remover el daño con
estimulación durante la completación?Re-evaluar la opción decañoneo en desbalanceNo
En un yacimiento de carbonatoque requiere acidificación?
Será estimulada lazona con fractura?
No
Si
Si
Considerar cañoneo con sobre balance enmedio ácido con cañones de casing o de tubería
Si
Re-evaluar opciones de
cañoneo en des balance
Revisar requerimientos parael fracturamiento (arreglo en
espiral, distribución del fluidoen las perforaciones,
colocación de material depuenteo)
Diseñar cañoneo en sobrebalance con cañones de casingcorridos con cable
Se puede lograr limpieza efectiva dela zona cañoneada bajo condiciones
normales de producción?
SiNo
No
Si