POZOS HORIZONTALES 1, Esquemas y mapas conceptuales de Ingeniería

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Tema II: Pozos Horizontales

Perforación Direccional

Abril, 2023

Definición

Aquellos que son perforados paralelamente a los planos de estratificación del yacimiento (o hasta alcanzar 9 0 grados de desviación con respecto a la vertical), siempre y cuando se inicie la perforación desde superficie, debido a que cuando se comienza a perforar desde un pozo ya existente se denomina ‘’Re entry o en español re entrada ’’. Él término ‘’pozo horizontal’’ se refiere a pozos de 90 grados de inclinación con respecto a la vertical, pero también se denominan pozos horizontales aquellos con un ángulo de desviación no menor de 86 grados. Este presenta una fractura de conductividad finita donde la altura de la fractura es igual al diámetro de la sección horizontal del pozo.

Perforación Direccional Litología: Este aspecto es importante para la determinación del tipo de junta y nivel de complejidad de los pozos direccionales. Según su litología y el nivel de consolidación se pueden clasificar en consolidadas y no consolidadas. Arquitectura del Yacimiento: Es la morfología tridimensional de los yacimientos y está definida básicamente por la geometría, dimensiones y heterogeneidades verticales y laterales del yacimiento. Estructura del Yacimiento: En cada yacimiento, es importante determinar la presencia del principal estilo estructural (domos, pliegues, corrimientos) y de los principales elementos estructurales (fallas, fracturas) y cuáles son sus características. Conocer la estructura del yacimiento ayuda a determinar el campo de esfuerzos, lo cual es un factor clave para el diseño tanto de los pozos multilaterales como de los planes de explotación. Yacimientos con empuje de agua o capa de gas: Uno de los factores más importantes que limita la producción de petróleo mediante pozos verticales cuando existe un acuífero o una capa de gas asociada al yacimiento es la tendencia de estos fluidos a invadir la zona productora del pozo. En estos casos debe completarse en una distancia de los contactos que evite la temprana irrupción de los fluidos por efecto de la conificación. Un pozo horizontal tiene

Factores a considerar

Perforación Direccional Yacimientos naturalmente fracturados: Existen yacimientos que están penetrados por fracturas verticales o aproximadamente verticales. Si se quiere obtener una alta productividad es necesario que exista una conexión entre el pozo y las fracturas; esto es difícil de lograr con un pozo vertical, sin embargo, si un pozo horizontal es perforado con el ángulo correcto hacia los planos de la fractura, puede proporcionar el contacto con múltiples fracturas. Recuperación mejorada de crudo: Los pozos horizontales han sido usados en procesos de recuperación mejorada de crudos, especialmente en procesos de recuperación térmica. Un pozo horizontal proporción a una mayor área de contacto con la formación y por lo tanto mejora la inyectividad como pozo inyector. Esto es muy importante cuando se trata de yacimientos de baja inyectividad. Perforación de localizaciones inaccesibles: Un pozo horizontal constituye la mejor opción cuando el objetivo se encuentra justo bajo zonas urbanas, industriales o áreas para las cuales las actividades de perforación representan un riesgo ambiental. Formaciones con baja permeabilidad: No deben ser considerados para completar pozos horizontales las formaciones homogéneas con permeabilidades mayores a 10 milidarcys. Para formaciones heterogéneas, la permeabilidad

Factores a considerar

Perforación Direccional

Clasificación de Pozos Horizontales

Radio Ultra corto El radio de curvatura en esta técnica de perforación horizontal varía de 1 a 2 pies, y el ángulo de construcción entre 45° y 60° por pie, con sección horizontal entre 100 a 200 pies. Radio Corto En esta técnica el radio de curvatura varía de 20 a 40 pies con variaciones del ángulo de construcción de 2° a 5° por pies, con una sección horizontal de 100 a 800 pies de longitud. Pozos Horizontales Radio Medio El radio de curvatura varía de 300 a 800 pies, con un ángulo de construcción de 6° a 20° por cada 100 pies. La sección horizontal varía de 2000 a 4000 pies de longitud. Radio Largo El radio de curvatura varía de 1000- pies y el ángulo de construcción entre 2° y 6° por cada 100 pies. La sección horizontal varía entre 1000 y 4000 pies de longitud.

Grado de agotamiento del yacimiento : La productividad que se logra con un pozo horizontal es de 2 a 8 veces más alta que la de un pozo vertical. Si el yacimiento se encuentra altamente drenado, la perforación de un pozo vertical no aumentaría la producción lo suficiente como para justificar económicamente el pozo. Sin embargo, un yacimiento agotado podría tener suficientes reservas como para justificar el aumento de los costos de la perforación horizontal en función de una mayor producción. Espesor del yacimiento: Un pozo horizontal en un yacimiento de espesor delgado se comporta como un pozo vertical que intercepta la fractura de conductividad infinita con una longitud ideal a la del pozo horizontal. Permeabilidad vertical: Para que un pozo horizontal presente buena productividad debe drenar de un yacimiento con buena comunicación vertical. Una baja permeabilidad vertical reduce la productividad del pozo, es por ello que este tipo de pozo no es conveniente en formaciones que presenten abundantes barreras lutitas. Geología del área: Es importante disponer de la mejor descripción geológica del área para obtener un pozo exitoso. Se deben tomar en cuenta parámetros como buzamientos, presencia de fallas, cambios de porosidad y contactos agua- petróleo o gas-petróleo. Buzamiento estructural: Es un parámetro importante que debe considerarse en la planificación de la trayectoria de un pozo horizontal, ya que éste permitirá definir el ángulo

Parámetros geométricos para el diseño de la trayectoria

Espesor de la Formación: La influencia del espesor del yacimiento en la relación de productividad de un pozo horizontal a vertical, se muestra el cambio en la relación de productividad como una función de la longitud del pozo horizontal y el espesor de la formación. Para una longitud horizontal de una formación dada la relación de productividad aumenta cuando disminuye el espesor de la formación el efecto del espesor de formación en presencia de varios Kv/Kh. Para una longitud de pozo horizontal dada la relación de productividad aumenta cuando Kv aumenta. El efecto de una permeabilidad vertical menor se hace más pronunciada cuando el efecto se hace mayor, en otras palabras para formaciones delgadas el efecto de la permeabilidad vertical de la formación será solamente significativa si es mucho menor que la permeabilidad horizontal. Permeabilidad del Yacimiento: La permeabilidad del yacimiento, tiene una influencia sobre el grado de flujo de fluido en el yacimiento. El valor del efecto de daño, el radio de drenaje, y la productividad de un pozo, son toda función de la permeabilidad promedio del yacimiento. Cuanto mayor sea la permeabilidad del yacimiento mejor será el rendimiento de producción esperado. Esto es cierto tanto para pozos verticales como para pozos horizontales. La anisotropía de la permeabilidad tiene una influencia sobre la productividad de un pozo horizontal. Cuando existen grandes relaciones de anisotropía el pozo horizontal debería ser

Parámetros geométricos para el diseño de la trayectoria

Daño a la Formación: La magnitud del daño de formación parece tener poco efecto en la eficiencia de flujo de un pozo horizontal. El daño a la formación ocurre por operaciones relacionadas con la operación y completación que afectan la caída de presión en condiciones cercanas al pozo. Sin embargo, cuando la longitud del pozo es considerable, los efectos de daños de formación sobre la caída total de presión pueden ser despreciados. La influencia del daño en formaciones de relación Kv/Kh altas es menos dañina en pozos horizontales que en pozos verticales, esto debido a que al aumentar la longitud de los pozos horizontales reducirá ligeramente la influencia de daño o sobre la eficiencia deflujo. Otros parámetros: -Historia del Pozo (Producción, Perforación) -Restricciones verticales dentro del yacimiento -Temperatura del Yacimiento -Mecanismo de producción del yacimiento

Parámetros geométricos para el diseño de la trayectoria

Pozos

Horizonta

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Taladro Selección de taladro y personal (actividad y experiencia) Con respecto al taladro de perforación se recomienda, alta capacidad de torque, malacate de 4000 HP, top drive de 60000 lbs-pie de torque, bombas de lodo de 2000 HP. Estabilidad Estabilidad del pozo en zona lutiticas (peso del lodo). Tubería Esfuerzos sobre la tubería: Altos torques y el efecto de la inclinación y curvatura sobre los esfuerzos para bajar y extraer la sarta. Zigzag El torque y el arrastre se vuelven un problema cuando zigzaguea a través del curso planeado. Trayectoria La trayectoria no se ajusta al plan direccional (secciones negativas, muy inclinadas, altos dogles). Liner Hanger Integridad en liner hanger – punto de caising (en contacto zonas de baja presión con otras de alta presión).

Riegos de la perforación horizontal

Adicionalmente al peligro de pega, el revestimiento puede ser dañado y debilitado cuando pase una pata de perro. Revestimiento y Cementación

Actividad:

1. Para mañana se remite el ejercicio para realizarlo en pareja, ese se debe entregar el día 04/05/2023, cumpliendo con las explicaciones dadas en la próxima **clases.

2. No se acepta esta actividad en Pc, ni Excel ni nada de paquete office. Es hecha a** mano, con trazados y dibujos a mano alzada. La explicación se debe dar en clases proyectada.

Dudas????

Ejercicio

Ejercicio

Ejercicio

Para la próxima semana en Pareja