ENSAYOS DE DAÑO A LA FORMACIÓN PRODUCTORA CON FLUIDOS DE PERFORACIÓN DENSIFICADOS CON ORIMATITA O38

1. ENSAYOS DE DAÑO A LA FORMACIÓN PRODUCTORA CON FLUIDOS DE PERFORACIÓN DENSIFICADOS CON ORIMATITA O38 ® Caracas, mayo de 2004

2. Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38 Contenido • Objetivos • Marco teórico • Metodología • Resultados • Conclusiones • Recomendaciones

3. Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38 Objetivos Objetivos específicos • Establecer una comparación con un fluido de perforación densificado con Barita • Caracterizar petrofísica y morfológicamente núcleos de Berea • Seleccionar el tipo de agente sellante (CaCO3) a utilizar en combinación con el agente densificante • Preparar las formulaciones de los sistemas de fluidos • Efectuar ensayos de eficiencia de revoque y de invasión de filtrado • Remover el daño ocasionado por el fluido de perforación, de ser necesario Objetivo general • Evaluar el efecto del fluido de perforación, formulado con ORIMATITA® O38, sobre la formación productora y la prevención del daño a la misma

4. Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38 Marco teórico Ventajas de la ORIMATITA® • La ORIMATITA® tiene una gravedad específica superior (5,1) a la de la Barita (4,2) • Es soluble en algunos ácidos • Presenta alta resistencia a la atrición • Los desechos de perforación, fluidos y ripios, se procesan mediante las tecnologías convencionales ORIMATITA® • Es un producto desarrollado por PDVSA, a partir de la hematita natural, que se utiliza como densificante en los fluidos de perforación y en las lechadas de cementación. Se diferencia de las hematitas convencionales, en la composición mineralógica y en la distribución de tamaño de partículas

5. Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38 Marco teórico Composición del sistema INTOIL®100% aceite • Aceite mineral • Polímero INTOIL®-P • Arcilla organofílica • Surfactante • Cal hidratada • Densificante Sistema INTOIL® • Es un sistema de fluidos de perforación base aceite, que se utiliza en pozos de alta presión y/o alta temperatura. Representa una excelente alternativa en la perforación de yacimientos profundos, presentando una excelente estabilidad hasta temperaturas de 400 ºF. También se recomienda su uso en formaciones sensibles al agua, donde reduce los problemas de inestabilidad del hoyo y el daño a la formación

6. Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38 Marco teórico Principales mecanismos de daño a la formación • Migración de finos • Hinchamiento de las arcillas • Invasión de sólidos • Adsorción • Formación de incrustaciones • Formación de emulsiones Daño a la formación • Se define como daño a la formación toda restricción en el medio poroso que afecta la productividad del pozo. Esta restricción consiste en una reducción en la permeabilidad de la zona productora en la vecindad del pozo producto de las operaciones de perforación, terminación y/o rehabilitación del pozo o durante la producción • Precipitación de asfaltenos • Formación de parafinas • Taponamiento de las perforaciones realizadas por el cañoneo • Cambios en la mojabilidad • Cambios en la saturación de fluidos

7. Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38 Marco teórico Invasión de sólidos • Sólidos introducidos dentro de la formación en diferentes circunstancias. Los ejemplos más comunes son el uso de fluidos de perforación, completación o reparación cargados o contaminados con sólidos

8. Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38 Metodología Procedimiento experimental • Caracterización petrofísicas de los núcleos de Berea • Caracterización morfológica de los núcleos de Berea • Selección del tipo de agente sellante (CaCO3) a utilizar en combinación con el agente densificante • Preparación de la formulación de los sistemas de fluidos • Pruebas de eficiencia de revoque con los núcleos previamente caracterizados • Pruebas de invasión de filtrado con los núcleos previamente caracterizados • Cálculo del porcentaje de daño

9. Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38 Metodología Caracterización petrofísica de los núcleos de Berea

10. Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38 Metodología Caracterización morfológica de los núcleos de Berea Micrografía obtenida a partir de la microscopía electrónica de barrido Micrografía procesada Distribución de tamaño de canales de flujo

11. Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38 Metodología Selección del tipo de agente sellante (CaCO3) a utilizar en combinación con el agente densificante Empleando el software OPTI-BRIDGE • Fluidos de perforación densificados con Barita • No combinar con ningún carbonato de calcio • Fluidos de perforación densificado con ORIMATITA® O38 • Combinar con Carbint (D-50) 30/35 y Carbint (D-50) 40/45, en una proporción 50-50 Lodo densificado con Barita Lodo densificado con ORIMATITA® O38 Lodo densificado con Barita y CaCO3 Pérdida de filtrado de los lodos densificados con Barita Pruebas de eficiencia de revoque

12. Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38 Metodología Preparación de la formulación de los sistemas de fluidos Sistema INTOIL® 100% aceite de la Baker Hughes Inteq Propiedades de lodos densificados con ORIMATITA® O38 Propiedades de lodos densificados con Barita

13. Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38 Metodología Pruebas de eficiencia de revoque con los núcleos de Berea previamente caracterizados Inyección de crudo (Producción) Condiciones operacionales del simulador físico de interacción del medio poroso Saturación del núcleo de Berea con salmuera (2% Nacl) Bombeo de crudo (Producción) Inyección fluido de perforación Bombeo de crudo (Producción) • Temperatura 280 ºF • Presión de confinamiento 1500 lpc • Tasa de flujo 2 cc/min • Contrapresión 200 lpc Formación Pozo Aumento gradual de la presión Hasta levantar el revoque 2 cc/min Hasta ∆P constante 2 cc/min Hasta ∆P constante 1200 lpc sabrebalance por 16 horas Pérdida de filtrado C/30 min 3 horas

14. Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38 Metodología Pruebas de eficiencia de revoque con los núcleos de Berea previamente caracterizados Ley de Darcy flujo lineal incompresible Presión de levantamiento de los revoques Cálculo del daño Movilidad Inicial Movilidad Final Donde: λ = Movilidad (D/cp) K = Permeabilidad (D) µ = Viscosidad (cp) K = Permeabilidad (D) Q = Tasa de flujo (cc/seg) ∆P= Caída de presión (atm) A = Área transversal del núcleo (cm2) Pérdida de filtrado de los fluidos de perforación tanto densificados con ORIMATITA® O38, como con Barita Daño causado por los fluidos de perforación Comportamiento de la movilidad de los fluidos antes y después de inyectar el fluido de perforación

15. Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38 Metodología Pruebas de invasión de filtrado con los núcleos de Berea previamente caracterizados Inyección fluido de perforación Inyección filtrado de lodo Bombeo de crudo (Producción) • Condiciones operacionales del simulador físico de interacción del • medio poroso • Temperatura 280 ºF • Presión de confinamiento 1500 lpc • Tasa de flujo 2 cc/min • Contrapresión 200 lpc Formación Pozo Cierre del sistema Por 16 horas 2 cc/min Hasta ∆P constante 1200 lpc sabrebalance por 16 horas 2 cc/min Cuatro volumen poroso

16. Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38 Metodología Pruebas de invasión de filtrado con los núcleos de Berea previamente caracterizados Movilidad Inicial Movilidad Final Movilidad Porcentaje de daño Comportamiento de la movilidad de los fluidos antes y después de inyectar filtrado de lodo Daño causado por los filtrado de lodo

17. Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38 Conclusiones • El sistema de fluido de perforación INTOIL® 100% aceite densificado con ORIMATITA® O38 puede ser usado para perforar las formaciones productoras de hidrocarburos. • El porcentaje de daño que pueda originar a la formación productora un lodo 100% aceite densificado con Barita, será el mismo que pueda ocasionar un lodo 100% aceite densificado con ORIMATITA® O38. • La determinación de la distribución de partículas de los fluidos que se utilizan para la perforación de formaciones productoras, depende básicamente de la distribución de los canales de flujo de dichas formaciones. • El filtrado de lodo del sistema INTOIL® 100% aceite, será dañino a la formación productora si no se logra la formación de un revoque efectivo. • Para minimizar el daño a la formación productora, es necesario incluir en la formulación del lodo el uso de un controlador de filtrado y una selección apropiada de la distribución de partículas. • El revoque formado por el sistema INTOIL® densificado con ORIMATITA® O38 es fácilmente desprendible de la cara de la formación, con presiones inferiores a los 50 lpc. • Debido al bajo porcentaje de daño originado por el sistema INTOIL® densificado con ORIMATITA® O38, no fue necesario el uso de aditivos químicos para removerlo, lo que implica un ahorro desde el punto de vista económico de las operaciones de perforación en el campo. • La metodología utilizada en este trabajo para la selección de la distribución de partículas de los fluidos de perforación, es aplicable solo a formaciones que presentan uniformidad en sus propiedades petrofísicas y morfológicas.

18. Ensayos de daño a la formación productora con fluidos de perforación densificados con ORIMATITA® O38 Recomendaciones • Utilizar el sistema de fluido de perforación INTOIL® 100% aceite densificado con ORIMATITA® O38, para la perforación de las formaciones productoras de hidrocarburos. • Aplicar la metodología descrita en este trabajo, para la selección de la distribución de las partículas de los lodos y determinación de efectividad de revoque, como parte integral del proceso de evaluación de fluidos de perforación para las zonas productoras. • Evitar en lo más posible altas pérdidas de filtrado durante la perforación de formaciones productoras con sistemas de fluidos de perforación INTOIL® 100% aceite. • Realizar un estudio de costos para analizar si desde el punto de vista económico resulta rentable la implementación del sistema INTOIL® densificado con ORIMATITA® O38, en comparación con otros sistemas, para la perforación de la formación productora de hidrocarburos.