Experiencias acumuladas en la completación y fractura

1. Experiencias acumuladas en la completación y fractura IAPG - Jornada de Perforación, Terminación, Reparación y Servicio de Pozos Comodoro Rivadavia, 11 de octubre de 2006, Hotel Austral

2. Experiencias acumuladas en la completación y fractura • Best Practices (Fracturas CGSJ) • Finalidad: Compartir experiencias, conocimientos y análisis, en busca de obtener un criterio unificado de diseño y operación de fractura, que permita una mayor optimización de la operación.

3. Experiencias acumuladas en la completación y fractura • Índice de Temas: • Análisis áreas conflictivas • Selección Caudales de Fractura • Zonas de alta presión de rotura • Uso de slugs de arena • Relación N° de Capas y % de Colchón • Criterio Profundidad Fijación Packer • Rango de uso de arenas y fluidos por profundidad

4. Experiencias acumuladas en la completación y fractura • Índice de Temas, cont.: • Comunicación de Presión Anular durante el bombeo de arena • Uso de Packer doble • Criterio de determinación de espesor neto de capa • Criterio de selección de cantidad de arena

5. Experiencias acumuladas en la completación y fractura • Análisis de Áreas Conflictivas: • Análisis de la base de datos de fractura llevada desde el año 2000. • Caracterizar el comportamiento de las diferentes áreas. • Indicador el porcentaje de screen out presente en cada zona. • Focalizar nuestro esfuerzo por mejorar el “rendimiento” de la operación, en las áreas analizadas.

6. Experiencias acumuladas en la completación y fractura • Análisis de Áreas Conflictivas, cont.: • Este análisis permitió observar zonas como Cañadón Pedro, El Valle, Piedra Clavada, posteriormente Pampa, con índices elevados de screen out. • Adicionalmente, otras áreas donde se concentra el mayor porcentaje de actividad, también se encontraban con índices de screen out por encima del límite fijado (16%).

7. Experiencias acumuladas en la completación y fractura • El Valle: • Alto índice de screen out. • Problemas al tratar de inyectar 10 lb/gal a formación. • No se observó importantes diferencias en la conductividad final alcanzada con 8 lb/gal. • Al analizar algunos minifracs, se evidenció una alta pérdida de fluido debido a permeabilidad y presiones de capa reducidas. • Baja eficiencia del colchón utilizado por las altas pérdidas de fluido, generando una geometría de fractura reducida. • Se utilizó arena malla 100 en el colchón -a modo de slug a 1 lb/gal (15 a 20 bolsas), y como reductor de pérdida de fluido. • Retorno de arena observada en los primeros pozos fracturados, se empleó exitosamente la arena resinada.

8. Experiencias acumuladas en la completación y fractura • Cañadón Pedro: • El análisis estadístico demostró la necesidad del uso de una concentración máxima de 6 lb/gal. • Además, se evidenció un sector de esta área donde se concentran los casos de screen out, haciendo pensar la existencia de alguna falla estructural o problema de formación. • Normalmente el diseño de estas fracturas adopta el criterio de 40 a 45 sks/m de espesor neto de capa. • Se intentó punzando con 32 gr, en vez del punzado convencional de 22 gr – 120° - 4 spf. • Se ha demostrado una mejora respecto al “rendimiento” de la fractura.

9. Experiencias acumuladas en la completación y fractura • Pampa: • Problemas de screen out entre 1400-1700 m aprox. • La mayoría de las fracturas realizadas indicaban una presión decreciente en superficie durante el bombeo del colchón, evidenciando extensiones de fractura en altura. • Hacen pensar en una pérdida considerable de ancho de fractura que finaliza normalmente en un abrupto screen out. • Como solución a la pérdida de fluido se utilizó arena malla 100, en concentraciones de 1 a 2 lb/gal en el colchón (15 a 20 bolsas). • Además, con el fin de evitar la extensión en altura, se redujo en forma gradual el caudal de bombeo, observándose resultados aceptables cuando se empleo 10 bpm. • Adicionalmente, de los análisis extraídos de los minifracs, se observaron elevadas pérdidas de carga por fricciones –tortuosidad y punzados. • Normalmente el diseño de estas fracturas adoptan el criterio inferior de 40 a 45 sks/m de espesor neto de capa.

10. Experiencias acumuladas en la completación y fractura • Piedra Clavada: • Por análisis estadístico se demostró la necesidad del uso de una concentración máxima de 7 lb/gal. • Normalmente el diseño de estas fracturas adopta el criterio de 40 a 45 sks/m de espesor neto de capa, acompañada del uso de arena malla 100 (+/ - 15 sks) como slug en el colchón para reducir las pérdidas de fluido. • El uso de arena resinada quedó demostrado como la mejor opción para controlar el retorno de arena de fractura. Este efecto podrìa deberse a las viscosidades del petróleo del área. • El caudal de fractura seleccionado -para reducir el crecimiento en altura una buena medida podría ser manejarse con caudales de 10 a 12 bpm.

11. Experiencias acumuladas en la completación y fractura • Valle Hermoso: • En esta área el análisis estadístico demostró la necesidad del uso de una concentración máxima de 8 lb/gal, con el uso del criterio de diseño de 55 sks/m de espesor neto de capa. • En muchos casos, dependiendo del espesor de la capa y las características resistividad-profundidad-permeabilidad, se diseñan con concentración final de 10 lb/gal. • En esta área -pozo con registro sónico- se realizó una comparación entre diseño real bombeado y diseño optimizado en base a la conductividad adimensional de fractura. • Demostrar que el uso de concentración final 8 lb/gal creaba una fractura de similar “rendimiento” que la real inyectada de 10 lb/gal, sin perder caudal de producción -FracPro (simulador de fractura), WEM (simulador de análisis nodal).

12. Experiencias acumuladas en la completación y fractura • Valle Hermoso, cont.: • Este análisis no quiere decir que debe evitarse el uso de concentraciones mayores a 10 lb/gal, sino que debe analizarse bien cada caso (experiencia previa del área o los pozos vecinos). • Se puede observar que un diseño de 8 lb/gal no disminuye la calidad de la fractura (más económica, menos riesgos de screen out).

13. Experiencias acumuladas en la completación y fractura • Caudales de Fractura: • Reducción de los valores a fin de optimizar las operaciones (disminuciòn de la potencia utilizada). • Considerar el espesor de la capa a fracturar (caudal de fractura podrá ser incrementado en caso capas de mucho espesor y alta permeabilidad).

14. Experiencias acumuladas en la completación y fractura • Zonas de Alta Presión de Fractura: • En los casos donde se intente fracturar y la presión de rotura resulte superior a la estimada por programa, deberá consultarse a inspección y solicitar autorización para elevar el corte automático de las bombas (a 5,500 o 6,000 psi). • Considerarse un incremento leve y paulatino de caudal, para intentar producir la rotura de la formación -se intentará romper la formación y realizar la fractura a un caudal inferior al estimado en el programa original.

15. Experiencias acumuladas en la completación y fractura • Slugs de Arena: • En casos donde existan o se sospeche altas pérdidas por fricción en punzados –seràn utilizados en concentraciones de 0.5 a 1 lb/gal, con un máximo de 20 bolsas de arena malla 100 por slug. • Deberá programarse el esquema de bombeo de manera que permita observar su comportamiento en superficie. • El uso de slug como agente de control de pérdida de fluido será utilizado en las mismas concentraciones y cantidades antes mencionadas.

16. Experiencias acumuladas en la completación y fractura • Criterio de Selección de % de Colchón: • Estará principalmente ligado al número de capas a fracturar. • Deberá ser considerado el espesor de la capa a fracturar y su valor de permeabilidad MRIL -en conjunto con el Cliente definir bajo que relación diseñamos el colchón de la fractura. • Esta relación está basada en la experiencia del área, con el uso de fluidos con baja carga polimérica.

17. Experiencias acumuladas en la completación y fractura • Selección Profundidad Fijación de Packer y Desplazamiento: • Suficiente cámara entre el packer y punzado superior para garantizar el correcto desplazamiento. • El criterio de selección dependiendo del tipo de arena que se utilice, es el siguiente: • Arena común 30 m sobre tope punzado • Arena resinada 50m sobre tope punzado • De no ser posible respetar estas longitudes, será fijado lo más alejado posible del punzado superior -nota de advertencia de la situación, especial atención el desplazamiento. • Con arena resinada y con una cámara superior a 30 m, el desplazamiento será realizado en forma convencional. Esto quiere decir que se dejará el pozo en reposo, esperando las 4 horas para el librado del packer. • Cuando la cámara sea inferior a 30 m, una vez finalizada la operación de fractura, se procederá al librado del packer según modalidad acordada.

18. Experiencias acumuladas en la completación y fractura • El criterio de selección de arena y fluidos • Basado en la profundidad. • Propiedades de la arenas y por la experiencia del área. • El rango de uso de los distintos tipos de agentes de sostén está dado por el valor de conductividad. • Seleccionados en base al porcentaje de rotura que se produce según la carga de confinamiento que se aplica a una concentración de 2 lb/ft2. • Reducir la carga de polímero (residuo) inyectada a formación.

19. Experiencias acumuladas en la completación y fractura • Comunicación de Presión Anular durante fractura: • Ante la evidencia de una comunicación anular, ya sea por formación, punzados o herramienta, deberá evaluarse rápidamente la situación y tomar la decisión de detener el bombeo o continuar. Esta decisión quedará a criterio del ingeniero-operador o supervisor del Cliente al momento de fractura, pero siguiendo algunos lineamientos:

20. Experiencias acumuladas en la completación y fractura • Comunicación de Presión Anular durante fractura, cont.: • Incremento de presión de anular sea lento y no alcance el valor de presión que al momento se tiene por directa • Verificar -sin detener la operación- el peso de la herramienta o algún otro parámetro considerable. • En caso que se verifique y encuentre el motivo de la comunicación, podrá asentársele peso durante la operación.

21. Experiencias acumuladas en la completación y fractura • Comunicación de Presión Anular durante fractura, cont.: • Si esta evidencia sucede al momento de bombeo del colchón, se detendrá el bombeo, se ajustaran las condiciones sobre las cuales se sospecha pueda estar el problema de comunicación y se restablecerá la fractura. • Se deberá completar fluido y gelificar nuevamente, antes del segundo intento. Bajo esta modalidad se pretende comprobar si el aumento de presión anular llega a un valor, menor que el de directa, y se estabiliza.

22. Experiencias acumuladas en la completación y fractura • Comunicación de Presión Anular durante fractura, cont.: • En el caso de observarse una comunicación abrupta y franca, que alcanza valores cercanos a los que existen por directa, se detendrá la operación.

23. Experiencias acumuladas en la completación y fractura • Uso de Packer Doble: • Razones para utilizar Packer Doble (Straddle Packer) • Estimular una zona que se encuentra a poca distancia por debajo de punzados abiertos. • Riesgos de comunicación durante la operación de fractura por fallas en el aislamiento entre las mismas, ya sea por mal cemento o por la misma formación. • Evitar que fluido de tratamiento o sólidos (material de sostén), puedan pasar por el exterior del Casing e ingresar al pozo por encima del Packer, ya que el packer superior confinará la presión y no permitirá el ingreso por el punzado superior, permitiendo continuar con la operación.

24. Experiencias acumuladas en la completación y fractura • Criterio de determinación de espesor neto de capa: • El espesor neto de capa (usado para estimar la cantidad de bolsas de arena a utilizar en la fractura) se determinará en base a la curva de permeabilidad del registro MRIL. • En su defecto se utilizará la curva de resistividad tomada desde los puntos de incremento de valor, indicativos de hidrocarburo. • También puede ser verificado a través de la curva de porosidad o potencial espontáneo.

25. Experiencias acumuladas en la completación y fractura • Criterio de selección de cantidad de arena: • La regla general de selección de cantidad de agente de sostén normalmente es de 40 a 70 sks/m, siendo el promedio de 50 a 55 sks/m de espesor neto de capa. • El límite superior de este criterio queda limitado al uso de aquellos casos en que el espesor neto de capa se encuentra entre 4 o 5 m, con permeabilidades de 1 a 2 md, profundidades medias de 1800 m y resistividades de 2 Ohm/m -capa de arena limpia. • El límite inferior de este criterio queda limitado al uso en zonas críticas como ser Pampa, Cañadón Pedro o Piedra Clavada.

26. Experiencias acumuladas en la completación y fractura Gracias! Preguntas?