Inyección Selectiva d1 4

Métodos de RecobroGrupo D1 – Subgrupo 4

KAREN GIRALDO LONDOÑOANA MARÍA VARGAS SANTOS

ROBINSON CAMILO JIMÉNEZ ESCOBAR

MSc, ME. SAMUEL FERNANDO MUÑOZ NAVARRO

USO DE SARTA DE INYECCIÓN SELECTIVA EN PROCESOS DE INYECCIÓN DE AGUA

Introducción

Objetivos

Inyección de Agua

Inyección selectiva

Herramientas Utilizadas

Ensamblaje de la sarta de Inyección Selectiva

Pruebas para la Evaluación de la Inyección con Sarta Selectiva: - Prueba de Inyectividad - Prueba de Trazadores

AGENDA

Ventajas y Desventajas de la Inyección Selectiva

Conclusiones

Bibliografía

AGENDA

La inyección de agua uno de los métodos más antiguos y eficaces también ha tenido problemas durante su desarrollo, es por esto que surge la idea de realizar la inyección con sarta selectiva para poder superar problemas como: canalización de agua en las diferentes arenas de inyección, producciones bajas de crudo, producción excesiva de agua y factores de recobro menores a los previstos.

La inyección selectiva de agua es una tecnología en el sector de los hidrocarburos que tiene gran auge a nivel mundial, se está aplicando en algunos países de América Latina entre ellos Colombia.

INTRODUCCIÓN

• Describir el funcionamiento de la inyección selectiva como un

mecanismo que optimiza los inconvenientes que se presentan en

un pozo con una sarta convencional.

• Describir las herramientas utilizadas y su procedimiento.

• Describir las pruebas utilizadas para la inyección selectiva.

OBJETIVOS

INYECCIÓN DE AGUA

Fuente: http://www.segiusa.com/wp-content/uploads/2014/02/Picture34.png

Método de recuperación secundario más utilizado, consiste en inyectar agua al yacimiento con la finalidad de: mantener la presión y generar un desplazamiento.

Limitaciones: Crudos con altas viscosidades. No es recomendable para

yacimientos muy heterogéneos. Debe existir compatibilidad

entre el agua inyectada y el yacimiento.

Pozo inyector Pozo productor

Sarta convencional

INYECCIÓN DE AGUA

INYECCIÓN SELECTIVA

Es un mecanismo que mejora inconvenientes que se presentan en la inyección de agua convencional, optimizando la eficiencia vertical de barrido y el factor de recobro.

Su objetivo es aislar cada zona y aportar la tasa de inyección óptima para cada intervalo, permitiendo así un mejor contacto y desplazamiento.

Para llevar a cabo con éxito la operación se requiere: buena identificación estratigráfica para cada pozo, conocer las propiedades de los estratos, intervalos cañoneados y los puntos de separación hidráulica de las zonas de interés.

FUENTE: Modificada http://www.oilproduction.net/cms3/files/PresentacionHirschfeldt-China2012.pdf

INYECCIÓN SELECTIVA

Sarta selectiva

Pozo inyector Pozo productor

OPTIMIZACIÓN EN UN PROCESO DE INYECCIÓN DE AGUA

EFICIENCIA DE BARRIDO VERTICAL

Fuente: Conferencia Ecopetrol. Recobro químico MME 2013

VENTAJAS

• La inyección selectiva permite que las zonas menos invadidas también sean contactadas y desplazadas por el agua de inyección.

• Menor costo operativo comparado con otras técnicas de recuperación.

• Permite la operación convencional con equipos de alambre y cable (slick y wire line)

• Mayor riesgo operativo, debido al número de maniobras y herramientas bajadas en el pozo.

• El costo de una terminación de inyección selectiva es 6 veces mayor que la de una terminación convencional.

• La calidad de las herramientas es una medida del éxito de la operación, razón por la cual se debe conocer con certeza la compañía que prestará los servicios.

DESVENTAJAS

HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA INYECCIÓN SELECTIVA

Empaques

Mandriles

Válvulas

Conectores

FUENTE: http://www.completion-services.com/herramientas.ht

ml

EMPAQUES

Proporciona un sello entre la tubería de producción y el revestimiento para evitar el flujo de fluidos por el anular.

MECÁNICOS HIDRÁULICOS

• Su asentamiento se logra manipulando la tubería, sea por: Rotación Peso Tensión

• Su asentamiento se da por la aplicación de presión diferencial sobre la tubería.

• No requiere manipulación de la tubería.

EMPAQUES

Empaque Tándem Recuperable C-5

Fijación hidráulica. Diseñado para pozos productores e inyectores. No tiene cuñas Bi-Direccionales, lo cual reduce los

costos del completamiento.

Empaque Recuperable PCS-5

Fijación hidráulica. Diseñado para pozos productores e inyectores. Cuñas Bi-Direccionales.


ml

MANDRILES

Instrumento que permite el paso de fluidos y contiene las válvulas reguladoras.

CONCÉNTRICO CONVENCIONAL

DE BOLSILLO

• Su función Principal es alojar la válvula reguladora de caudal.

• Cuenta con una camisa orientadora que permite la instalación de las válvulas.

• En versiones para casing de 7" y 5 ½" .• Se puede utilizar en pozos con

desviación.

MANDRIL MGDWI


ml

Es un dispositivo que permite controlar el flujo de fluidos en un solo sentido.

VÁLVULAS

TIPOS DE VÁLVULAS

• Válvulas Dummy (válvulas ciegas): Son aquellas que aíslan la comunicación entre la formación y la sarta.

• Válvulas Reguladoras de flujo : Son aquellas que distribuyen el agua de inyección, mantienen el caudal constante.

VÁLVULAS REGULADORAS DE CAUDAL W15-RLBQ


ml

• Este tipo de válvula ha sido diseñada para la inyección selectiva y estar alojadas en mandriles con bolsillo de 1 ½ ".

• Mantiene un caudal constante, independientemente de las variaciones en la presión.

• Regula con bajos diferenciales de presión.

• Facilidad de operación en campo.

CONECTORES Y NIPLES

Herramienta que permite unir dos o más etapas de instalaciones selectivas manteniendo un sello entre el interior y exterior del mismo.

Conector Giratorio NF-3• Vincula dos o mas etapas

de instalaciones selectivas


ml

.

• Registrar la información del pozo• Verificar el equipo de completamiento

.

• Medir la tubería requerida para el BHA• Verificar el espaciamiento con las medidas reales

antes de iniciar el BHA

.

• A partir del registro ubicar los empaques• Armar el BHA de la sarta de inyección selectiva de

acuerdo al diseño propuesto• Calibrar con slickline

ENSAMBLADO DE SARTA SELECTIVA

.

• Tomar registro GR-CCL, para correlacionar las profundidades de la sarta de inyección selectiva

.

• Asentar los empaques, correlacionamos la profundidad encontrada con la que se determinó para el diseño.

• Instalar cabezal de inyección



FUENTE: OLARTE P, Schlumberger, AMAYA R and CORTES G, Ecopetrol. SPE paper 138860. 2010.

Sliding Sleeve

Mandril VRF

Tubing

On off tool

Tubing

Tubing

PCS – 1 Packer

PCS – 1 Packer

Tubing

Mandril VRF

Tubing

On off tool

Tubing

PCS – 1 Packer

Tubing

Mandril VRF

Tubing

NippleGuide shoe

Tubing

On off tool

Tubing

Mandril VRF

Tubing

PCS – 1 Packer

PRUEBA DE INYECTIVIDAD

• Consiste en remover las válvulas Dummys e inyectar a la zona de interés durante treinta minutos, obteniendo el caudal máximo.

• Se realiza con el fin de conocer la capacidad de inyección de cada intervalo

• Se lleva a cabo mediante una unidad de Slick Line


Comprobar que el pozo inyector tenga un caudal cero antes de comenzar la prueba.

Se retira la válvula Dummy más cercana a la superficie

Se abre el primer mandril y se inicia la inyección con un caudal inicial (100 BWPD), se aumenta cada 5 minutos y se toman los valores de presión en cabeza de pozo hasta tener el pozo totalmente abierto a la inyección.


Graficar la curva de presión en cabeza Vs caudal de inyección

Se baja la válvula Dummy retirada anteriormente. Después se procede a

retirar la válvula Dummy del siguiente intervalo.


Repetir este procedimiento hasta

terminar con los intervalos.

Bajar las válvulas calibradas de acuerdo a los datos obtenidos

en la prueba.

PRUEBA DE INYECTIVIDADDIAMETRO

RESORTE CAUDAL BAJO

RESORTE CAUDAL ALTO

BWPD BWPD2 9 57 22 138

2,25 14 88 28 1762,5 18 113 34 214

2,75 21 132 37 2333 24 151 41 258

3,25 27 170 45 2833,5 30 189 49 308

3,75 34 214 56 3524 39 245 67 421

4,25 46 289 74 4654,5 50 214 87 547

4,75 54 245 102 6425 65 289 120 755

5,25 73 315 149 9375,5 77 340 160 1006

5,75 81 409 172 10826 98 459 186 1170

6,25 108 484 194 12206,5 112 509 206 1296

6,75 116 616 218 13717 120 679 225 1415

7,25 122 704 232 14597,5 125 730 239 1503

7,75 133 755 244 15358 142 767 249 1566

8,25 148 786 283 17808,5 149 837 287 1805

8,75 151 893 292 18379 169 1063 305 1918

FUENTE: MORENO, Andrés M. Metodología para la evaluación técnica en proyectos de inyección de agua con sartas selectivas, aplicado a la fase piloto en campo Tibú (ECOPETROL), 2011.

PRUEBA DE TRAZADORES

Es un soporte en la construcción del modelo del yacimiento, ya que permite:

Identificar los problemas de inyección

Determinar la saturación de aceite residual

Determinar las velocidades relativas del fluido inyectado


Permite tener un control de los proyectos de recuperación secundaria

La prueba consiste en adicionar uno o varios elementos de fácil detección al fluido de inyección, el cual será recuperado en los pozos productores.

El movimiento del trazador refleja el movimiento del fluido inyectado, permitiendo determinar las propiedades dinámicas del fluido dentro del yacimiento.


Transporte de trazadores

Inyección selectiva

Toma de muestras

Análisis de muestras

CAMPOS CON INYECCIÓN SELECTIVA

CERRO DRAGÓN, ARGENTINA

1978 Set de empaques mecánicos

Empaques mecánicos (1 empaque mecánico y 5 empaques tándem) Habían aproximadamente 350 pozos inyectores con este diseño

El principal problema es que no aplica para más 6 zonas.

FUENTE: Injector-Well Completion Designs for Selectively Waterflooding Up to 18 Zones in a Multilayered Reservoir: Experiences in the Cerro Dragon Field

Tandem packer

Tandem packer

Tandem packer

Tandem packer

Tandem packer

Mechanical packer

2000 Completamiento de empaques hidráulicos y mecánicos

Empaques hidráulicos y mecánicos Se incrementa el número de empaques mediante el uso de “etapas” (de 4 a 6 empaques)

El problema que se presenta es que cada etapa incrementa el costo del completamiento


5xTandem packer

Hydraulic packer

4xHydraulic packer

4xHydraulic packer Primera etapa

Segunda etapa

Tercera etapa



2004 – 2006 Completamiento de empaques hidráulicos y empaques hidráulicos con sistema rotacional

Empaques hidráulicosEmpaques hidráulicos con sistema rotacional . Se incrementan la cantidad de empaques por etapa.

Permite resistir las presiones diferenciales que existen entre las distintas zonas.


Primera etapa

Segunda etapa

Hydraulic packer

Hydraulic tandem

Hydraulic tandem

Hydraulic tandem

Hydraulic tandem

Hydraulic packer

Hydraulic packer

Hydraulic packer

Hydraulic tandem

Hydraulic tandem

Hydraulic tandem

Hydraulic packer

Hydraulic tandem

CASABE, COLOMBIA

Preferencia a las formaciones de mayor permeabilidad y probablemente no se inyecta en las otras.

La canalización de agua se agrava

Para optimizar el proceso de inyección de agua, se ha implementado el uso de sartas de inyección selectivas.


Esquema de inyección 4 etapas

CASABE, COLOMBIA

1970, Proyectos piloto de inyección de agua.

1985, Primer programa de inyección.

2004, Inició Alianza Casabe, 5200 BOPD.

2006,Inyección Selectiva


Fuente: OILFIELD REVIEW. Casabe: Revitalizacion de un campo maduro. Volumen 22.

CONCLUSIONES

• El diseño de la sarta selectiva de acuerdo a cada escenario en específico juega un papel de vital importancia al momento de decidir si se hace o no la inyección selectiva; es por esto que se debe analizar la viabilidad del proyecto de acuerdo al potencial de cada campo.

• El éxito de un proyecto de inyección selectiva depende de la confiabilidad y características de las herramientas utilizadas; sellos de los empaques, funcionamiento de las válvulas, propiedades de los mandriles entre otros.

• La inyección selectiva tiene un impacto positivo sobre la eficiencia de barrido vertical, debido a que logra contactar una mayor área vertical del yacimiento.

• MORENO, Andrés M. Metodología para la evaluación técnica en

proyectos de inyección de agua con sartas selectivas, aplicado a la fase piloto en campo Tibú (ECOPETROL), 2011.

• DIAZ Delia (YPF), SAEZ Nicolás (YPF), SOMARUGA Carlos (Universidad

Nacional del Comahue, Neuquén, Argentina). Ensayos multitrazador para evaluar eficiencias de barrido en recuperación mejorada con inyección selectiva. Noviembre de 2012.

• Waterflood Injection Systems, Manage Injection volume over a wide

range of rates. Weatherford. 2009.

• L.V. Gervert et al. Multiple Packers for selective injection. 1952• Herramientas para sartas selectivas: http://www.completion-

services.com/herramientas.html

BIBLIOGRAFÍA

• E. MASSAGLIA, D. BALDASSA, C. PONCE, AND B. ZALAZAR, PAN AMERICAN ENERGY LLC. Injector-Well Completion Designs for Selectively Waterflooding Up to 18 Zones in a Multilayered Reservoir: Experiences in the Cerro Dragon Field. SPE 2006

• CASABE REVITALIZACIÓN DE UN CAMPO MADURO. Schlumberguer 2010

BIBLIOGRAFÍA

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