Pérdidas de Circulación Prevención and Remediación Argentina – IAPG Workshop – Comodoro Rivadavia

1. Pérdidas de CirculaciónPrevención and RemediaciónArgentina – IAPG Workshop – Comodoro Rivadavia Juan Carlos Rojas Fluids Specialist EPTG – Drilling BP Exploration - Houston

2. Pérdidas de Circulación • Es el problema mas común y costoso de la perforación (~$150 MM/año para las principales operadoras) • Costo del Fluido de Perforación perdido • Tiempo de equipo • Daño de Formación por invasión con el fluido de perforación entero • Necesidad de cañerías adicionales • Pérdida de Información de registros de pozo • BHA aprisionados/perdidos

3. Pérdidasde CirculaciónCausas Raíces: • Seepage/pérdida por filtración (sello inadecuado del revoque formado por el Lodo) • Inadecuada aislación del zapato de la cañería • Efecto ballooning • Fracturas inducidas • Fracturas naturales • Fallas • Cavernas • Agujeros en el casing

4. Claves para la Remediación • Entender lo que está ocurriendo • Causas Raices de la pérdida de circulación • Donde están ocurriendo • Herramientas de Diagnóstico • Tasa de pérdida (m3/h) • Permeabilidad y Porosidad • Gargantas Porales • Registros de Resistividad • Predicción del ECD Vs. GF • Comportamiento del LOT • Píldoras (timing) • Sección sísmica • Régimen Tectónico • PWD (Pressure While Drilling) • Registros de Imagen

5. Diagrama de perdidas de Circulación

6. Características de Seepage / perdidas por filtración • Tasa de pérdida (<10 barriles/hora), • Ocurre durante la perforación (fondo del pozo), • Ocurre donde hay porosidad y permeabilidad. • Presión hidrostática inestable debido a perdidas y ganancias • Tamaño de poros y gargantas porales generalmente mayores al tamaño de los sólidos del lodo. • Generalmente ocurre en arenas de alta permeabilidad.

7. Tratamiento de Seepage / perdidas por filtración. • Conocer: • Tamaño poral • Tamaño de garganta poral • Entender permeabilidad y porosidad. • Usar los cálculos de desplazamiento de presión capilar. • SEM, Fotos con Microscopio electrónico. • Composición de las arcillas presentes en las arenas. • Comportamiento del filtrado del lodo con las arcillas del yacimiento. – Retornos de permeabilidad.

8. Tratamiento de Seepage / perdidas por filtración. • Seleccionar los agentes de puenteo: • Carbonato de calcio Marmolado (0.1 to 1000 micrones) • Fino: (0.1 – 20 micrones) • Mediano: (10 – 100 micrones) • Grueso: (80 – 500 micrones) • Extra-grueso: (200 – 1000 micrones) • Barita ( 1- 70 micrones) • Graphite (200 a 600 micrones) • Sales granulados ( 1 – 1000 micrones) • Mantener el filtrado bajo

9. Tratamiento de Seepage / perdidas por filtración. • Tratamiento y aplicación en campo. • Seleccionar el disco de aloxita que mejor se asemeje a la formación a perforar • Monitorear diariamente la buena capacidad de sello del lodo usando un PPT en la locacion. • Monitorear la distribución de tamaño de sólidos en el lodo usando un Malvern. • El D90 del lodo debe ser igual al tamaño mayor de poros a sellar. • Iniciar con una buena distribución de material de puenteo. • Adicionar continuamente al sistema el material mas grueso debido al rompimiento continuo del CaC03. • Manejo de Zarandas para no eliminar los sólidos deseados.

11. Cemento Inadecuado en el zapato • Las pérdidas variarán en cada caso dependiendo del tamaño del canal abierto detrás del casing • Inducirá pérdidas en las formaciones someras. • Las pérdidas ocurrirán por debajo del mínimo stress horizontal esperado para el zapato • La pendiente del L.O.T. (leak-off Test) será usualmente menor que la prueba del casing, indicando la exposición de arenas o formaciones permeables.

12. Tratamiento en el Zapato • Generalmente se requerirá hacer un squeeze • Cemento • Polímero cross linkeado • EZ Squeeze. • Evitar usar materiales con baja compresibilidad • Tierra de Diatomeas • Gunk squeezes • LCM • Tratar antes de tener demasiado pozo abierto • Si hay un canal con restricciones usar fluido de remediación de baja reología • Un canal restringido usualmente presentará una caída gradual de presión en los cierres

13. Balloning • Típicamente, moderada pérdida de fluido • Usualmente devuelve la mayor parte del volumen perdido cuando se reduce la ECD. • La ganancia de fluido disminuye con el tiempo • Se puede reconocer con el PWD en las conecciones • Usualmente ocurre en el shale • Algunas veces se manifiesta gas de conección • Las pérdidas ocurren por debajo del mínimo stress horizontal

14. Pre-Ballooning en PWD Normal Connection Profile

15. Ejemplo de Ballooning Connection Profile with Wellbore Storage Effects

16. Tratamiento del Balloning • Esta usualmente relacionado con la temperatura del lodo, y desparece o disminuye al incrementar la profundidad del pozo perforando formaciones mas calientes, • Los materiales de pérdida (LCM) tienden a ser expulsados al pozo al reducirse la ECD en las conecciones • Calentar el Lodo es usualmente un tratamiento efectivo • Calor de fricción por las restricciones (boquillas del trépano) • Calor de la rotación del sondeo • Calentadores de Lodo en superficie

17. Fracturas Inducidas durante la Perforación • Tipicamente, elevada rata de pérdida • La ECD excede la resistencia de la formación • Sucede despues de empaquetamiento del pozo • Puede ocurrir en arenas o shale • Las pérdidas se reducen cuando la ECD se reduce, si no hay flujo • Puede suceder en cualquier punto del pozo abierto

18. Prevención de las Fracturas Inducidas • Evitar incidentes de empaquetamiento • Controlar ROP, RPM > 100, No hacer backreaming, etc. • Rotar el sondeo antes de reiniciar el bombeo especialmente si el lodo está frío (despues de un viaje). • Mantener la velocidad de viaje normal, prestando atención particular a problemas de pistoneo. • Se deben realizar cálculos de Swab & Surge para el sondeo en los viajes. • El análisis de Surge/Swab tambien debe hacerse antes de bajar casing.

19. Tratamientos para Pérdidas Severas • Altas tasas de pérdida • Sellar depositando una capa gruesa de materiales frente a la zona de pérdida para que los sólidos del lodo sellen • Una reacción química tiene lugar, formando un cemento duro tipo tapón (5000 psi de fuerza compresiva) EZ Squeeze únicamente. • La Reacción no depende del tiempo o la temperatura • La reacción se activa por la diferencia de presión • Material de Pérdida para Squeeze