INGENIERIA PETROLERA

ASIGNATURA: INGENIERIA DE PRODUCCION

FACILITADOR: ING. GILMER CERINO CORDOVA

TEMA: FACTORES QUE PROVOCAN DAO A LA FORMACION

SEXTO CUATRIMESTRE C EQUIPO No. 1

ALUMNOS Y MATRICULA:

DAVEY ALCUDIA OLAN 1301008

DIEGO COLORADO GOMEZ 1301206

GERARDO IZQUIERDO PALMA 1301223

NEHEMIAS VAZQUEZ MORALES 1301188

JOEL EDUARDO OLAN PACHECO 1301229

JUAN ARTURO HERNANDEZ RAMOS 1301221

FECHA DE EXPOSICION: 01 DE JULIO DEL 2015

UNIVERSIDAD POLITECNICA

DEL GOLFO DE MEXICO

Objetivo GeneralConocer los factores que originan los posibles daos a la formacin

productora.

Objetivos Especficos

Identificar las operaciones con las cuales se produce el dao. Conocer los tipos de daos de la formacin productora.

Introduccin

El dao a la formacin productora de

hidrocarburo es la prdida de productividad o

inyectabilidad, parcial o total y natural o

inducida de un pozo, resultado de un

contacto de la roca con fluidos o materiales

extraos, o de un obturamiento de los

canales permeables asociados con el

proceso natural de produccin.

En condiciones normales de los pozos,

sobre todo a su terminacin, la zona de la

formacin vecina a la pared del pozo se

encuentra daada debido a la perforacin

misma, a la cementacin de la tubera y al

conjunto de operaciones requeridas para

poner al pozo a producir.

Origen de Dao

a la FormacinEstudios de laboratorios y de campo indican

que la mayor parte de las operaciones que

se realizan para la consecucin de un campo

petrolero, originan una fuente potencial de

dao a la productividad del pozo. El dao a

la formacin puede ser causado por

procesos simples o complejos,

presentndose en cualquiera de las etapas

de vida de un pozo.

El proceso dinmico de la perforacin

constituyen el primero y ms importante del

origen del dao, el cual puede verse

agravado durante la cementacin de

tuberas de revestimiento, en las

operaciones de terminacin y reparacin de

los pozos, inclusive por las operaciones

mismas de estimulacin.

Dao a la FormacinDao es la reduccin de permeabilidad y la

obstruccin al flujo de fluidos en la regin

adyacente al pozo dentro de la formacin.

Puede obtenerse a partir de la siguiente

expresin:

donde:

K = Permeabilidad media de la

formacin productiva.

Ks = Permeabilidad media

de la zona afectada por el dao (skin).

rs = Radio desde el centro del

pozo al borde externo del skin.

rw = Radio del pozo.

S > 0 Pozo daado

S < 0 Pozo estimulado

S = 0 Pozo sin dao

Operaciones durante las

cuales se produce el dao

Perforacin

El proceso de perforacin constituye el primero y ms importante origen del

dao a la formacin, el cual puede agravarse en las etapas siguientes

(cementacin, completamiento, etc.).

Desde que la barrena entra a la zona productora hasta que se alcanza la

profundidad total del pozo, esta zona est expuesta a lodos de perforacin y

operaciones diversas, que afectarn fuertemente la capacidad de produccin del

pozo.

Cuando se perfora a travs de la zona productora, la calidad del fluido de control

y la presin diferencial ejercida contra la formacin son crticas. El dao y su

efecto en la productividad del pozo resultan de la interaccin del filtrado del lodo

con los fluidos y minerales que contiene la roca y de la invasin de slidos tanto

del lodo como de los recortes de la barrena.

Perforacin

El lodo de perforacin contiene arcillas,

agentes densificantes y aditivos qumicos

que son potencialmente dainos, la

invasin de estos materiales depende de la

efectividad de control de perdida de

circulacin y del tamao de los poros de la

roca, esta invasin puede variar de pocas

pulgadas a varios pies.

Adicionalmente la accin escariadora de la

barrena y de los estabilizadores pueden

sellar poros o fisuras presentes en la pared

del pozo.

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Cementacin

Durante la cementacin de la tubera de revestimiento, al bajar sta puede

causarse una presin diferencial adicional contra las zonas productoras,

comprimiendo el enjarre y aumentando las posibilidades de perdida de fluidos.

Las lechadas de cemento tambin producen un alto filtrado y los propios slidos

pueden invadir la formacin. Los fluidos lavadores y espaciadores, y otros

productos qumicos contenidos en la propia lechada de cemento, utilizados

normalmente durante la cementacin, pueden ser fuentes potenciales de dao a

la formacin. Los filtrados de lechadas con pH elevados, son particularmente

dainos en formaciones arcillosas, adicionalmente al entrar en contacto con

salmueras de la formacin de alta concentracin de calcio, pueden provocar

precipitaciones de sales.

Terminacin

Durante esta operacin se llevan a cabo varias operaciones, como son: control,

recementaciones, limpieza del pozo, asentamiento del aparejo de produccin,

perforacin del intervalo a explotar e induccin del pozo a produccin.

El control del pozo y la recementacin de tuberas propicia la inyeccin forzada

de fluidos y slidos. Si el asentamiento del aparejo de produccin se lleva a cabo

despus de haber sido perforado el intervalo de inters, pueden ocurrir prdidas

del fluido de control, agravndose si este fluido contiene slidos.

Durante la perforacin del intervalo debe procurarse en general un fluido de

control limpio (libre de slidos), y una presin diferencial a favor de formacin.

An con estas precauciones, los tneles de las perforaciones quedan

empacados con detritos de las propias cargas explosivas, de la tubera de

revestimiento del cemento y la propia formacin.

Terminacin Adicionalmente, la zona de la rocaalrededor de los tneles de lasperforaciones es compactada y

esencialmente adquiere una

permeabilidad nula. Por ambas

razones las perforaciones pueden ser

completamente bloqueadas.

Durante la limpieza e induccin del

pozo pueden perderse fluido y slidos

que invaden la formacin

ocasionando tambin su dao. En

terminaciones especiales para control

de arena, los empacamientos de

arena pueden quedar daados por

colocacin deficiente, dejando

espacios vacos entre la formacin y

el cedazo, contaminacin de la grava

por incompleta limpieza antes de su

colocacin o mal diseo de

granulometra de la grava o de la

apertura del gravel pack (cedazo).

Estimulacin

Est debe ser cuidadosamente diseada para evitar que los fluidos de

tratamiento inyectados contra la formacin, puedan dejar residuos por

precipitaciones secundarias o incompatibilidades con los fluidos de formacin.

Obviamente estos efectos causarn daos difciles de remover y en ocasiones

permanentes. Los fluidos cidos de estimulacin son de las fuentes de mayor

posibilidad de daos. Una seleccin inapropiada del fluido de estimulacin, o el

no tomar en cuenta las condiciones de los pozos en los que se realiza una

estimulacin, puede llevar a daos severos y en ocasiones permanentes.

Estimulacin

Al inyectar un cido, los productos de corrosin

de las tuberas son disueltos y llevados a la

formacin.

Al gastarse el cido, estos productos

compuestos de fierro, vuelven a precipitarse en

la roca. Asimismo los fluidos de estimulacin

llevan productos qumicos (cidos,

surfactantes, etc.), que pueden cambiar la

mojabilidad de la roca, crear emulsiones,

reaccionar con el aceite del yacimiento

formando lodos asflticos, desconsolidar la

roca, causar precipitaciones indeseables, etc.

Limpieza

Normalmente se usan solventes y

productos qumicos para remover

materiales diversos (parafinas,

asfltenos, etc.). Estos fluidos son

circulados y entran en contacto con la

zona productora pudiendo alterar las

condiciones de mojabilidad de la roca o

propiciar daos por incompatibilidad.

A veces, se usan escariadores y fluidos

para limpiar el pozo, si los residuos de

esta operacin circulan hacia el fondo y

logran penetrar la formacin, es

tambin factible su taponamiento.

Reparacin de Pozos

El dao durante estas operaciones es originado por las mismas causas que

intervienen al terminar los pozos.

El exceso de presin diferencial contra las zonas productoras puede ocasionar

perdidas de circulacin; el filtrado de fluidos incompatibles con el yacimiento

producir dao, etc.

Produccin

Los intervalos disparados son susceptibles de ser taponados por slidos (arcillas

y otros finos) que emigran de la formacin al ser arrastrados por el flujo de fluidos

al pozo; en formaciones de arenas poco consolidadas este problema es mayor.

Si el yacimiento esta depresionado, ser mucho mas fcil daar la formacin con

estos slidos.

Durante la produccin de un pozo pueden originarse cambios en la estabilidad de

los fluidos producidos, pudindose propiciar precipitaciones orgnicas (asfltenos

y/o parafinas) o inorgnicas (sales) con el consecuente obturamiento del espacio

poroso y el dao a la formacin. Asimismo en pozos de gas pueden ocurrir

fenmenos de condensacin retrgrada que ocasionan bloqueos de lquidos en

la vecindad del pozo.

En ocasiones es necesario usar

productos qumicos para inhibir

precipitaciones o corrosin, su efecto

puede alterar las condiciones de

mojabilidad de la roca en forma

desfavorable.

Inyeccin de Agua

Generalmente se ocasionan dao en estos casos cuando el agua no est tratada

apropiadamente, pudiendo contener slidos por uso inadecuado de los filtros, por

el contenido de sales no compatibles con el agua de formacin, por acarreo de

finos de la misma formacin, por incompatibilidad con las arcillas, por bacterias,

por geles residuales en la inyeccin de polmeros, etc.

Inyeccin de Gas

El gas generalmente alcanza flujo turbulento en todas las instalaciones antes de

llegar al intervalo abierto, esto ocasiona un efecto de barrido de grasa para

roscas, escamas de corrosin u otros slidos que taponarn los poros del

yacimiento. As mismo, el gas inyectado puede acarrear productos qumicos,

residuos de lubricantes de las compresoras u otros materiales, todo lo cual

reduce la permeabilidad al gas y su inyectabilidad.

Tipos de dao de formacin

Interacciones roca-fluido:

La restriccin al flujo, es decir el dao a la formacin, puede ser causada por

desequilibrios qumicos y/o fsicos en la matriz de la roca o en los fluidos de la

formacin, que se ven alterados por la introduccin de fluidos extraos durante

las operaciones de campo y con los que se reduce la permeabilidad.

La temperatura, la composicin de los fluidos inyectados, la tasa de inyeccin, el

pH y la mineraloga de la roca son el conjunto de variables que afectan la

naturaleza y la extensin de las interacciones roca fluido.

Migracin/Taponamiento por arena:

Invasin de slidos.- Se pueden presentar slidos no

deseados en los fluidos que se introducen al pozo, que

causan una deficiencia en el control de la calidad de los

sistemas qumicos; as como, migracin de finos a la

propia formacin, los cuales ocasionan taponamiento

parcial o total de los poros y por consiguiente una

disminucin de la productividad del pozo.

Dao por invasin de lodo.- A menudo los fluidos de laformacin tienen incompatibilidad con los lodos de perforacin y terminacin;

cuando se tienen prdidas de estos fluidos se originan emulsiones,

precipitaciones, cambios de mojabilidad y obturacin de los poros por los slidos

contenidos en estos.

Interacciones roca-fluido:

Migracin/Taponamiento por finos

Los finos son pequeas partculas que estn adheridos a las paredes de losporos de la roca, causan un taponamiento severo y una disminucin en la

permeabilidad del medio poroso en la regin cercana al pozo.

Migracin de arcillas.- La mayora de las formaciones contienencierta cantidad de arcillas, las cuales son sensibles al contacto con

algunos lquidos, generando la dispersin y migracin de las mismas

y ocasionando el taponamiento de los canales de flujo en el medio

poroso, reduciendo en gran medida la permeabilidad relativa.

Interacciones fluido-fluido:

Este tipo de interacciones traen como consecuencia varios mecanismos de

dao: bloqueo por emulsiones, as como la precipitacin de ciertos

compuestos slidos inorgnicos por incompatibilidad con agua; u orgnicos por

incompatibilidad con agua, u orgnicos por incompatibilidad entre los fluidos

inyectados y el crudo.

Precipitados inorgnicos:

Estos son causados por incompatibilidad

de fluidos, produccin de agua o cambios

rpidos en temperatura o presin.

Carbonato de calcio

Sulfato de calcio

Sulfato de bario

Carbonato de hierro

Sulfato de hierro

xido frrico

Sulfato de estroncio

Interacciones fluido-fluido:

Precipitados orgnicos

Respecto a las precipitaciones orgnicas, las ms comunes son las parafinas y

los asfaltenos. Las parafinas son hidrocarburos de cadena larga que precipitan

de ciertos tipos de crudos cuando baja la temperatura o la composicin del

crudo cambia por la liberacin del gas a medida que declina la presin. Los

asfaltenos son compuestos aromticos y naftenos de alto peso molecular, que

se encuentran en dispersin coloidal en algunos crudos.

Es decir, que son partculas ya presentes en el crudo y que se precipitarn

bajo cambios rpidos de temperatura o presin.

Fenmenos interfaciales:

Hay daos causados por los fluidos que involucran cambios en la porosidad

aparente de la fase olica o un cambio en la permeabilidad relativa al petrleo.

Bloqueo por emulsiones:Las emulsiones son sistemas lquidos heterogneos compuestos por dos

lquidos inmiscibles, donde uno de ellos se encuentra disperso en forma de

gotas dentro de otro lquido. Los principales factores que contribuyen a la

formacin de emulsiones dentro del pozo son:

Incremento de la viscosidad

Cambio de mojabilidad

Incremento de saturacin de agua

Precipitacin de slidos orgnicos e inorgnicos

Incremento de la tensin superficial e interfacial

de los fluidos y la roca de formacin

Fenmenos interfaciales:

Bloqueo por agua

Se presenta cuando existe un cambio de saturacin de agua en el pozo

provocando una disminucin en la permeabilidad relativa del aceite.

Inversin (cambio) de la mojabilidad

Con esto nos referimos al cambio o modificacin de la tensin superficial de la

roca que impide el flujo de los fluidos del yacimiento.

La prdida de tensio-activos en los fluidos de perforacin y terminacin,

inhibidores de la corrosin y dispersantes en los fluidos de estimulacin, el

uso de resinas para el control de arena puede provocar cambios en la

mojabilidad de la regin cercana al pozo.

Dao por polmeros

Es causado por la degradacin de

los polmeros del fluido de control

que se absorbe en las paredes de

la roca durante el proceso de

formacin de enjarre.

Factores que provocan

dao a la formacin

Invasin de fluidos o del filtrado de fluido

de perforacin hacia la formacin

Por el hinchamiento de las arcillas presentes en la formacin.

Porque suspende algunas partculas de arcillas de la formacin que migranhacia la formacin sellando los espacios disponibles al flujo.

Por el cambio de mojabilidad que reduce el flujo del petrleo y/o gas en laformacin hacia el pozo.

Por el arrastre de partculas slidas del lodo hacia la formacin sellando lasvas de flujo de los fluidos hacia el pozo.

Por la probabilidad de crear emulsiones del fluido de perforacin con el fluidode la formacin que bloquea y sella la formacin al flujo.

Por las prdidas de fluido de perforacin en la formacin ya sea por prdidade circulacin o por fractura.

Por la barrena

de perforacin

Porque si perforan ms rpido quelo que circula el lodo las partculas

finas son forzadas a penetrar en la

formacin.

Por el efecto de rotura de laformacin que hace que la

formacin no sea perforada

limpiamente sino que es comprimida

hacia los bordes del hueco.

En la cementacin del pozo

Al bajar la tubera de revestimiento se puedegenerar una presin diferencial tal que compacte la

torta de lodo aumentando la posibilidad de prdida

de filtrado. La lechada de cemento tambin

produce alta prdida de filtrado y los slidos

pueden penetrar a la formacin. Los filtrados con

altos pH son dainos en formaciones arcillosas.

Por la creacin de un filtrado que causa los mismosefectos del lodo de perforacin, adems que, son

favorecidas por el hecho que el filtrado tiene un Ph

> 12.5 y 10.5 fluidos de formacin, algunos aceites,

emulsionan a Ph > 10.5.

Si el filtrado invade la formacin, puede ocurrir uncambio de mojabilidad, un bloqueo por emulsiones

o promover la migracin de partculas coloidales.

Por las prdidas de cemento hacia la formacin, yasea por prdidas parciales de circulacin o por

fractura.

YAC-1

YAC-2

DAO A LA

FORMACION

Por el completamiento del pozo con

tcnicas inadecuadas

Por no limpiar el pozo y forzar estas partculas hacia la formacin ya, sea porun exceso de sobre-balance del fluido.

Por las inadecuadas propiedades del fluido de completamiento, ya sea,incompatible con fluido de formacin, por no inhibirlas a la presencia de

arcillas o la degradacin prematura del fluido.

Por el caoneo con presiones diferenciales altas a favor del fluido decompletamiento que crea una zona de compactacin alrededor del perforado.

En la produccin o en la inyeccin

Normalmente pueden originarse cambios en la estabilidad de los fluidosproducidos o inyectados, propicindose precipitaciones orgnicas einorgnicas causando el taponamiento del espacio poroso.

Un exceso en la cada de presin que puede fomentar la migracin dematerial cementante de la roca y facilitar el taponamiento por derrumbe de laformacin alrededor del revestimiento.

Un exceso en la cada de presin que puede generar la formacin deasfltenos y/o parafinas dentro de la formacin.

Altas tasas de produccin de petrleo con viscosidades que facilitan eltransporte de partculas.

Por el transporte de bacterias hacia la formacin en fluidos no tratados.

Consecuencias del dao

1) Reduccin de produccin de petrleo y/o gas

2) Reduccin de la recuperacin de petrleo y/o gas

3) Consumo de mayor energa

4) Menor vida til del pozo

5) Mayores gastos de produccin

Conclusin

Operaciones efectuadas en los pozos.

Ingreso de agentes externos

Modificacin de la permeabilidad de la

formacin

Cadas de presin

Tcnicas de estimulacin

Disminucin del caudal de produccin

Incrementar la permeabilidad de la zona

afectada

Disminucin de la prdida de presin

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Bibliografa

PEMEX Exploracin y Produccin, Documento Gua para FracturamientosHidrulicos Apuntalados y cidos. Mxico, D. F. 2011.

Apuntes de Estimulacin de Pozos, Universidad Nacional Autnoma deMxico, Facultad de Ingeniera, Francisco Garaicochea P. Mxico, D.F. 1985.

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