Criterio de diseño en el completamiento de pozos

por inyección de vapor

Claudia HernándezLorena Macías

Cristian AlbornozAlejandro ManriqueJuan Camilo Orosco

• En este paper se discuten las causas de

las fracturas en el casing y el desarrollo de criterios de diseño para el completamiento de pozos

• Las fallas en el casing ocurren por fuerzas de compresión generadas por exceso de temperatura.

Introducción

Esta deformación inducida durante el proceso de inyección crea esfuerzos de tension cuando el casing retorna a su nivel de temperatura normal.

Las fallas que se producen en el casing cuando se realiza inyeccion de vapor son un limitante económico fuerte, para la aplicación de este en reservorios con aceite viscoso.

Material del casing

Deformación lateral

Es importante una buena cementación en el momento del completamiento del pozo.

Las formaciones inestables ayudan a evitar las fracturas del casing en zonas donde el trabajo de cementación es bajo.

Movimiento lateral del casing por cambios de temperatura en zonas no soportadas.

Uso de la Prueba API para discriminar el desempeño de las

juntas.

Mayor durabilidad de la junta después de ser sometida a una fuerza de compresión.

∆Tmax - ∆Typ = ∆Tt

Durabilidad del ciclo depende del cambio de temperatura en los ciclos siguientes

Fatiga Síntoma principal.

Comportamiento de la Junta en Compresión

El estrés compresivo generado por el

cambio de temperatura en el casing el cual no debe superar el yield strength de los materiales del casing.

El estrés de fibras a la máxima temperatura del casing no debe exceder el yield strength de los materiales del casing en distancias razonables he intervalos sin cementar.

Criterios para el diseño

Todos los tratamientos de estimulación

deben realizarse a niveles seguros de estrés, y para esto es necesario tener un control de la temperatura del casing . Por esta razón se trabaja con el principio de emisión de las superficies en el que si la superficie absorbe toda la energía irradiada tiene una emisividad de 1 y si la superficie refleja toda la energía tiene una emisividad de 0.

Estimulación de un pozo completado con J-55 STC o Casing LTC

La radiación puede ser eliminada si el espacio anular del casing es llenado con una sustancia q no permite la transferencia de calor . Estas sustancias pueden ser solidas o liquidas como por ejemplo: Solido: El perlite Liquido: geles base aceite

Selección de la tecnica de

completamientoMáximo cambio de temperaturas Las temperaturas en el casing se pueden

determinar por varios métodosAlgunos casos se recubre con fina capa de

silicato de calcio y se aplica presión con nitrógeno

Nuevos completamientos

Desde el punto de vista ingenieril hay 2 formas para diseñar un pozo inyector de vaporConstruirlo con protección al cambio de

temperatura en el completamiento inicialCompensar parcialmente la tensión por

temperatura por medio de la técnica de estimulación

El capital invertido

Existen 3 técnicas para obtener un completamiento conveniente

Prestressed el casing para prevenir sobrepasar el yield strength a la maxima temperatura

Anclar el casing Aumentar el yield strength

PRESTRESSED CASING

Basada en la teoría que se puede aplicar suficiente presión en el casing antes de cementar y prevenir pasar el yield strength.

El incremento de temperatura genera fuerzas de compresión, si sabemos a que temperaturas estará expuesto el casin se pueden prevenir

Prestressed necesita:Un anclaZapata en superficieAlgunas veces se necesitan camisas para aliviar

el peso de la estructura

Expansión Libre del CSG

Pequeño trabajo de cementación

Completamiento Libre

Se debe compensar el estrés compresivo

realizando una mejora en el material del casing. Si este completamiento no es posible se debe tomar algún tipo de medida para que la temperatura del casing se mantenga entre los limites. Para lograr esto es necesario realizar variaciones en las propiedades físicas con temperatura, donde el diseño de el pozo debe ser revisado para una temperatura especifica de inyección y una reducción apropiada de las propiedades físicas.

mejoramiento por acercamiento

El casing se fractura por el conjunto de

tensión o en el momento de la estimulación de vapor.

La temperatura es un factor importante en la integridad del casing.

Usar los criterios propuestos para el diseño de completamiento de pozos minimizan los posibles puntos de fractura.

conclusiones