Stimulation with Coiled Tubing and Fluidic Oscillation: Applications in Wells with Low Production

(Marginal Profitability) in San Jorge Gulf Area, Argentina:Case History

Speaker: Juan Carlos Bonapace - HALLIBURTON

Code: EXPL-2-JB-57-E Argentina

• Ubicación

• Geología

• Introducción

• Antecedentes

• Fluidic Oscillator

• Metodología de Trabajo• Estudios, Ensayos y Diagnóstico• Diseño del Tratamiento• Secuencia Operativa

• Secuencia de Bombeo

• Casos Estudiados

• Conclusiones y Recomendaciones

TEMARIO

UBICACION

Cerro Dragón

Cross Section N-S

Área de Estudio

GEOLOGIA

Roca Generadora:

Fm. D-129 y MatasietePetróleos livianos y pesados (15-35 API)

Roca Reservorio:

Fm. Mina el Carmen, continental, lacustre y fluvial

Fm. Comodoro Rivadavia, continental tipo fluvial y deltaico

Fm. El Trébol, continental tipo fluvial y deltaico

Trampas: sedimentarias y estructurales

Sector Oriental = ExtensionalSector Occidental = Compresional (FCP)

Características Petrofísicas:

Espesor: cuerpos de arena de 2 a 10 m.Porosidad: 17 a 27% (disminuye con la profundidad)Permeabilidad: fluctuante en promedio 50 mD

INTRODUCCION

ANTICLINALFUNES

ANTICLINALGRANDE SUR

HUETEL

BAYO

CHULENGO

MESETACATORCE

ESCORIAL

ORIENTALOESTE ORIENTAL

LA MADRESELVASUR

LA MADRESELVAVALLEMARTIN

TRES PICOS

ZORRO

RESERO

CAÑADONGRANDE

CERRO DRAGON

CERROTORTUGA

CAÑADONPEDRO

ELGATOVALLE HERMOSO

VALLE HERMOSONORTE

LAS FLORES

RIO CHICO

ELTRIANGULO

PADRECORTI

EL CONDOR

PAMPA

PAMPASUR

SANAGUSTIN

LA PIEDRA

EL KIKEN

MARIANA

SARMIENTO

Lago Collhué HuapiLago Musters C H U B U T

S A N T A C R U Z

CAMPO CERRO DRAGON

• Ubicación: 85km Comodoro Rivadavia• Inicio Operaciones: 1959 – AMOCO• Área: 3,480 Km2• Yacimientos: 50 • Pozos Productores Activos: 3,800• Pozos Inyectores: 650

• Producción Petróleo: 16.02 Mm3 opd• Fluido: 162.2 Mm3 fpd• Producción Gas: 8,803 Mm3 gpd

• Área del Estudio• Yacimiento Anticlinal Grande• Yacimiento Meseta Catorce• Yacimiento Huetel• Yacimiento Bayo

Historia Producción de un pozo:� INICIAL (Completacion) - punzados, estimulaciones, etc

� MEDIO (Workover) - punzar nuevas zonas, nuevas estimulaciones, aislar zonas de agua

� FINAL , sistema de recuperación, mantener / incrementar producción

ANTECEDENTES

Mantenimiento de la Producción:• Punzados (nuevos niveles productivos)

• Acidificaciones

• Fracturas Hidráulicas

Merma de la Producción:• Taponamiento de punzados

• Presencia de incrustaciones (scales)

• Producción de finos y sedimentos

• Material orgánico (asfaltenos – parafinas)

• Bloqueo por agua

Practica Frecuente:� Re-punzado (promedio de 7 a 13 niveles) para by-pasear zonas dañadas

Necesidad:� Alternativa Técnica – Económica � Baja disponibilidad equipos Workover

� Limpiezas Químicas combinando CT + FO (“fluidic oscillator”)

FLUIDIC OSCILLATOR� Herramienta de pulsos de presión – (Efecto Coanda)

� Efecto = consisten en la oscilación de fluidos que produce emisiones o alternancias (no mecánicas) de presión.

� Oscilaciones hidráulicas, generan golpes de líquido crean ondas de presión que pulsan dentro del pozo y de los líquidos de formación.

� Ondas de presión pueden romper una gran variedad de daños (obstrucciones) en la zona cercana del pozo como en los punzados.

� Eliminadas las obstrucciones, las ondas penetran mas profundo en la formación para una mejor limpieza y estimulación

� El rango efectivo de acción dentro de la formación es de 3 a 6 pulgadas.

FLUIDIC OSCILLATORTipos de Pozos:

� Verticales y Horizontales� Abierto y Entubado� Productores de Petróleo y Gas� Inyectores, Geotérmicos y disposición final

Remoción de daño en cercanía del pozo:� Daño generado por punzado� Incrustaciones (scales)� Finos de formación� Parafinas y asfaltenos� Daño generados por lodo y cemento� Emulsiones� Daños generados por perforación (Drill)� Bloqueos de agua y gas

Referencias: • McCulloch et al. 2003• Harty et al. 2004 • Gunarto eta la. 2004

Tool OD Optimal Flow Rate Nozzle PressOscillation

Frequency Range(inch) (bpm) (psi) (Hz)

1.25 0.5 2,000 600 - 700

1.69 0.5 2,000 600 - 700

1.69 1.0 2,000 400 - 500

2.12 1.5 2,000 200 - 300

2.88 3.0 2,000 300

Tool OD Optimal Flow Rate Nozzle PressOscillation

Frequency Range(inch) (bpm) (psi) (Hz)

1.25 0.5 2,000 600 - 700

1.69 0.5 2,000 600 - 700

1.69 1.0 2,000 400 - 500

2.12 1.5 2,000 200 - 300

2.88 3.0 2,000 300

CASOS HISTORICOS (Latino America)

MEXICO (Ulloa et al. 2008 y De la Fuente et al. 2009)

• Pozos Verticales y desviados – Temp (248 °F) • Carbonatos fisurados – Gas y Petróleo (28-38 API) • Parafinas, Asfaltenos, Scale• Tratamientos solventes y ácidos orgánicos e inorgánicos• CT+FO – colocación selectiva • 18 al 160% incremento producción

COLOMBIA (Gonzalez et al. 2009)

• Pozos someros y profundos • Areniscas diferentes propiedades – Petróleo (23-34 API) • Depósitos Orgánicos (Parafinas, Asfaltenos)• Tratamientos solventes y ácidos orgánicos • CT+FO mejor resultado Vs otras técnicas (packer, bullheading)

BRASIL (Almeida et al. 2009)

• OffShore (Cca Campos) – Scale Sulfato Bario y Estroncio – CT+FO• OnShore (Cca Portiguas) – 3 casos• Depósitos Orgánicos (Parafinas, Asfaltenos)• Tubing+FO, alternativa de bajo costo • 120 al 240% incremento producción

METODOLOGIA DE TRABAJO1a-Estudios & Ensayos:

� Muestras de sólidos: incrustaciones de carbonato (tubería de producción)

� Muestras de fluido: � Agua, tendencia incrustante de carbonatos y sulfatos� Petróleo, presencia de parafinas y asfaltenos

Muestras Iniciales

Reacción (30 minutos)

Resultados

SELECCIÓN DEL TRATAMIENTO

Solución AHCL 7.5 %

Solución B HCL 7.5% + 5% Solvente Mutual

Solución CHCL 7.5% + 10% Solvente Aromático

Solución DHCL 10% + 5% Solvente Mutual

** disolución total con la solución D

METODOLOGIA DE TRABAJO1b-Diagnóstico:

depósitos orgánicos (parafinas y asfaltenos) e inorgánicos (carbonato de calcio)

2-Diseño del Tratamiento:

� Criterio de Diseño: • Tipo Matricial - Near Wellbore Stimulation: (2 a 3 ft de penetración)• Volumen: 25 a 50 gal/ft punzado (en promedio se utilizo 30 gal/ft punzado)

� Formulación:• Solución base HCL 10% + 5% solvente Mutual

• Inhibidor de corrosión• Surfactante• Estabilizador de Arcillas• Agente Penetrante• Secuestrante de Hierro• Solvente Aromático• Adicionalmente : controlador de Ph / inhibidor de parafinas

Yacimiento Tendencia Incrustacion (Scale)

Parafinas (%) Asfaltenos (%)

Anticlinal Grande bajo - moderado 9 4

Meseta Catorce muy bajo 8 4

Huetel muy bajo 9 8

Bayo sin incrustacion > 10 3

Yacimiento Tendencia Incrustacion (Scale)

Parafinas (%) Asfaltenos (%)

Anticlinal Grande bajo - moderado 9 4

Meseta Catorce muy bajo 8 4

Huetel muy bajo 9 8

Bayo sin incrustacion > 10 3

METODOLOGIA DE TRABAJO3-Sequencia Operativa:

Importante: contar con la logística apropiada con el fin de minimizar tiempos no productivos que impacte negativamente en la economía del proyecto

•1- Detener la producción del pozo •2- Retirar equipo de superficie (equipo de bombeo)

•3- Intervención Workover #1• Montaje• Retirar conjunto de fondo (bomba)• Aislar zonas a tratar con tapón y packer• Desmontaje

•4- Intervención Coiled Tubing• Montaje• Realizar tratamiento con FO• Desmontaje

•5- Intervención Workover #2 • Montaje• Recuperar el fluido del tratamiento• Remover tapón y packer• Bajar conjunto de fondo (bomba)• Desmontaje

•6- Colocar equipo de superficie (equipo de bombeo) •7- Colocar el pozo en producción

METODOLOGIA DE TRABAJO4-Sequencia Bombeo (Inicial):

Esta secuencia Inicial fue utilizada en las primera 8 operaciones en el Yac. Anticlinal Grande

I. Conjunto en el fondo de la cámara (FO)

II. Lavar la cámara con agua tratada y gel lineal (ascenso y descenso)

III. Bombear tratamiento (acido-solvente), completar volumen de cámara hasta packer - cerrar retorno

IV. Bombear forzando el tratamiento a formación

V. Completar la inyección del tratamiento a formación hasta el tapón – abrir retorno

VI. Recuperar el fluido gastado

I. II. III. IV. V. VI.

METODOLOGIA DE TRABAJO4-Sequencia Bombeo (Modificada):

El objetivo fue mejorar la eficiencia de la colocación de tratamiento, se dividió en 2 etapas:• Casing Clean – solvente• NW Stimulation – solvente + acido

Esta secuencia Modificada fue utilizada en las restantes 12 operaciones en el Yac. Anticlinal Grande, Huetel, Bayo y Meseta Catorce.

I. Bombeo solvente para la limpieza de la cámara

II. Lavado de la cámara para remover residuos - cerrar retorno

III. Inyección #1 - solvente forzándolo a formación (limpieza NW)

IV. Inyección #2 – acido forzándolo a formación (NW Stimulation) – abrir retorno

V. Recuperar el fluido gastado

I. III. IV.

CA

SOS ESTU

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Production (m3/day)

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Production (m3/day)

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Production (m3/day)

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8

CONCLUSIONES y RECOMENDACIONES

� RESULTADOS:• Incrementos de producción de petróleo (30-360%) - Yacimientos Anticlinal Grande y Bayo.• Incrementos de producción total de fluido en los yacimientos Meseta Catorce y Huetel.

� ESTUDIOS:• Yac. Meseta Catorce y Huetel mejorar el Diagnóstico y ajustar la formulación del tratamiento.• Realizar mas estudio de muestras de fluido, sólidos, historia de producción.

� CIRCULACION:• En pozos con problemas de circulación se han obtenido no muy buenos resultados.• Se recomienda el uso de un RPM con el fin de lograr una admisión mas uniforme en las zonas.

� ZONAS A TRATAR:• Mejorar la selección de las zonas a tratar (con mayor potencial productor de petróleo).• Se evidenciaron incrementos de agua importante.

� APLICACION:• Combinación = Metodología de Intervención + CT-FO + Tratamiento Químico adecuado demostró ser una alternativa viable para lograr incrementos de petróleo en pozos de bajo presupuesto.

Los autores quieren agradecer a la gerencia de Pan American ENERGYy Halliburton por haber permitido la publicación de este trabajo.

• Juan Carlos Bonapace HALLIBURTON• German Rimondi HALLIBURTON• Mario Bustamante Pan American ENERGY• Rodrigo Quintavalla Pan American ENERGY

AGRADECIMIENTOS

MUCHAS GRACIAS……..