Fracturamiento Con ACL Jornadas Tecnicas Final Final

Gerencia de Perforación y Mantenimiento de Pozos  Norte  División Norte 

Fracturamiento con Aceite Cíclico Ligero en pozos del proyecto Aceite Terciario del Golfo Fracturamiento con CO2 DIVISIÓN NORTE

Ing. Efraín Huidobro Salas Ing. Raúl Arroyo Bautista Ing. Arturo López Galindo

Contenido

Resumen Introducción Desarrollo del Tema Conclusiones Recomendaciones

Resumen

Las arenas productoras del proyecto ATG son arenas de muy baja permeabilidad y baja presión de fondo, por lo cual no tienen la capacidad de desalojar el fluido inyectado, adicionalmente el polímero del fluido deja un daño residual al empaque de la fractura, con el objeto de utilizar un fluido limpio y compatible con el yacimiento se encontró al Aceite Cíclico ligero como el fluido ideal para utilizarlo como base de un fluido fracturante. En el Proceso de Refinación se obtiene el Aceite Cíclico ligero, se utilizaba como un componente para la producción de Diesel, por las demandas ambientales y por su alto contenido de compuestos de azufre, nitrógeno y aromáticos hace que sea restringido su uso. Con el objeto de encontrar nuevas aplicaciones, se evalúo el utilizarlo como base de un fluido fracturante, por lo que se formaliza un proyecto entre Pemex Refinación y Pemex Exploración y Producción para su aplicación y evaluación. Se programa una prueba piloto en 2 macroperas del Proyecto Aceite Terciario del Golfo en los campo campo Escobal y Agua Fría con 18 y 6 pozos respectivamente. Se han obtenido magníficos resultados utilizando el ACL como base de los fluidos fracturantes y en combinación con el Nitrógeno, ha permitido obtener la producción inmediata en los campos depresionados de Coyotes y Soledad através de la TR de 5 ½”.

Introducción El Paleocanal de Chicontepec

TAMPICO

(Proyecto ATG) constituye la mayor reserva de hidrocarburos en México, ya que representa el 39% de la reserva total de hidrocarburos del país, 17.7 miles de millones

 DE  MEXICO

CUENCA DE CHICONTEPEC

CABONUEVO

 ARRECIFE MEDIO ISLA DE LOBOS

A

’

 AMATLAN

CARPA

CERRO AZUL

PLATAFORMA POTRERODEL

S  I   E  R   R    A 

2 270,000

NE

HUACHINANGO

2 330,000

de barriles de petróleo crudo equivalente. Actualmente existe un importante desarrollo. República Mexicana

GOLFO

EBANO

ESTURION

DELLANO TUXPAN MARSOPA

"PALEOCANAL DE CHICONTEPEC"

FOCA

TUXPAN

PEZVELA

HORCON

 ATUN OCOTEPEC

M    A D   R  E   O  R   I  E   N  T    A L 

MESA CERRADA

MORSA

 ACUATEMPA

ESCUALO

MOZUTLA

STA. AGUEDA

POZA RICA

CANGREJO

VICENTE GUERRERO

TECOLUTLA NAUTLA

600,00 0

670,00 0

 Porción

Norte del Estado de Veracruz

Golfo de México

Océano Pacífico

A

250 Km al Noreste de la Ciudad de México

A

5 Km al Occidente de la Ciudad de Poza Rica

Problemática

NW Arenas

productoras

de

baja

permeabilidad y baja presión de fondo, no tienen la capacidad de desalojar

el

fluido

inyectado,

el

polímero deja un daño residual al empaque de la fractura creada, lo cual no ha permitido obtener la producción esperada en el desarrollo del Proyecto.

SE

Chicontepec Superior  Chicontepec Medio Chicontepec Inferior 

Cima Cretácico

Objetivo

Optimizar la terminación de los pozos

utilizando

fracturante

más

un

fluido

limpio

que

elimine el daño al empaque de la fractura y promover una rápida limpieza del pozo, con el fin de maximizar la productividad del proyecto Golfo

Aceite

Terciario

del

Desarrollo del Tema

Las operaciones de Fracturamiento Hidráulico y apuntalante en la División Norte son muy importantes ya que han permito la Explotación y desarrollo de las arenas de baja Permeabilidad en las Cuencas de Burgos y Chicontepec (Aceite Terciario del Golfo).

Evolución de los fluidos fracturantes

1970

1980

2008

2000

1990

2009

Aceite estabilizado Gelatina Base Diesel L. P. Espuma con N2 Gelatina Base Agua Conv.

Gelatina Base Agua BCP

CO2 ACL

Daño al empaque de la fractura Daño por recubrimiento de polímeros Y A C  I M 

   O    Z    O

Daño por  depositación de finos I E N 

T O 

   O    Z

FRACTURA

   O

Y A C  I M I E 

Daño por  depositación de finos N T O 

FRACTURA

   P

   P

Daño por  enjarre

Daño por filtración e hinchazón de arcillas

Fluido base agua polimérico  La

Fluido base aceite ciclico ligero

combinación de fluido fracturante y apuntalante determinan el daño

 La

calidad y tipo de apuntalante determinan la propensión al crushing y por lo tanto el daño por depositación de finos

 La

composición quimica del fluido fracturante (p. ej. Contenido y tipo de polimeros), es la principal generadora de daño por hinchazón de arcillas, enjarre y recubrimiento

 La

combinación optima de fluido fracturante y apuntalante será aquella que logre la fractura más limpia (menor daño)

 Un

fracturamiento será mejor cuanto menor daño genere

Diagrama de proceso de Refinación del crudo

Desintegra ción Catalítica Fluida

Planeación.- Pruebas de activación del ACL

 Pruebas

de activación con Aditivos de Cias.

 Laboratorio

y viscosimetro Fann 50 (Temp. y Presión de formación)



Viscosidades menores que los fluidos base agua (1600 cp – 600 cp)



Acondicionamiento adecuado del ACL

Pruebas de compatibilida compatibilidad d

Procedimiento de pruebas de compatibilidad

Mezcla de Fluido activado-F activado-Fluido luido de yacimiento

Propiedades Físicas y Químicas del Aceite Cíclico Ligero

Diseño del Fracturamien Fracturamiento to

Aplicación del Fracturamiento

Ejecución del Fracturamiento

Optimización Logística-O Logística-Operaciones peraciones simultaneas

Limpieza de pozos

Problemas con recubrimiento y mangueras

Recubrimiento interior del embudo del Blender

Mangueras de abastecimiento

Auditoria de Seguridad

Evaluación del manejo del ACL

Evaluación de Riesgo de incendio

Procedimiento Procedimien to para manejo del ACL 1

PEMEX Exploración y Producción solicita por oficio el Aceite Cíclico Ligero (ACL) y la Naftas pesadas a PEMEX Refinación y PEMEX Gas y Petroquímica Básica.

s

2 PEMEX Refina

ción y PEMEX Gas y Petroquímica Básica, proporcionan el ACL y las Naftas y lo entregan a Proveedora de Fluidos Mexicana (PFM).

3

PFM ajusta el ACL para fracturas.

4

El ACL es transportado a la locación del pozo en pipas por PFM.

5

La recepción y el almacenami tanques de fractura de PFM .

6 Los fracturadores

ento es en

de la compañía toma

el

ACL de los tanques.

7 Los fracturadores

inyecta n el ACL al pozo, efectuando el fracturamie fracturamiento nto hidráulic hidráulico. o. Si no se realiza el fracturamien fracturamiento to el ACL queda a custodia de PFM.

8 El ACL de retorno, producto de la fractura, pasa a través del equipo desarenador.

9 Al concluir la limpieza del pozo, se alinea a producción general recolección.

hacia la batería ó estación de

10 La batería ó esta ción de recolección

manda

el fluido producido a la corriente MARFO.

11

La corriente MARFO llega al Centro d e Almacenamiento y Bombeo Almacenamiento Poza Rica (CAB PR) , donde se deshidrata el crudo para después pasarlo a través de un medidor de flujo y entregarlo a PEMEX Refinación Refinación..

12 Si no se fractura y queda ACL disponible, quedará a custodia de PFM para próximos fracturamientos.

Evaluación del Fracturamiento

Plataformas Agua Fría 706 y Escobal 284

Las fracturas con aceite cíclico realizadas durante 2009 muestran la mayor producción acumulada promedio Mediana Intervalo de confianza de 90% Media

Np@60 Np@6 0 di dias as (Mbbl)

Intervalo de confianza del 90% xx

•

18,000 16,000 14,000 12,000 10,000 8,000 6,000

•

4,000 2,000 0

Cic

Est

Con

Ener N2

Esp N2

Esp CO2

Libre polim

14

4

22

26

24

0

4

Nota: Para las fracturas con aceite se descuenta el volumen de aceite inyectado durante fracturamiento 1 Supone un nivel de significancia estadística de 90% FUENTE: SNIP. Área de Diseño, Análisis de equipo

Número de pozos con información

Las fracturas con aceite cíclico tienen una producción acumulada a 60 días promedio superior a las convencionales (~40%) y energizadas con N2 (~10%)1 Estos resultados no toman en cuenta las características del yacimiento debido a la falta de información, por lo que no se pueden obtener  resultados concluyentes

Graficas de producción Campo Agua Fría (ACL) 300

Grafica de Producción Campo Agua Fria

250

200

Agua Fria 712       )       d      p       b       (      o       Q

Agua Fria 722 150

Agua Fria 746 Agua Fria 748 Agua Fria 766 Agua Fria 768

100

50

0 Junio

Julio

Agosto

Se ptie mbre

O ctubr e

Graficas de producción Campo Escobal (ACL) 500

Grafica de Producción Campo Escobal

450

400

Escobal 241 Escobal 242 Escobal 244

350

Escobal 261 Escobal 264 300

Escobal 266 Escobal 281

      )       d      p       b       (      o       Q

Escobal 282

250

Escobal 284 Escobal 286 200

Escobal 288 Escobal 576 Escobal 578

150

Escobal 592 Escobal 594 100

Escobal 596 Escobal 598

50

0 Mayo

Junio

Julio

Agosto

Se ptie mbr e

O ctubre

Graficas de producción Campo Coyotes – Soledad (ACL-N2 ) Grafica de Producción Campo Coyotes y Soledad 250.00

200.00

Pozos cerrados por presa llena

150.00

Coyotes 311 Coyotes 312

    )     d    p     b     (    o    Q

Coyotes 332 Coyotes 351

Desmantela Equipo Medición

Coyotes 333

100.00

Soledad 22 Coyotes 353 Soledad 42 Soledad 64

50.00

0.00 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

oct-09

Nota importante: Pozos produciendo de manera natural, en campos depresionados, através de TR de 5 ½”

Situación Actual- Futura Tipo de fractura realizada en el ATG ACEITE ESTABILIZADO ACEITE CICLICO LIGERO TIPO DE FRACTURAMIENTO BAJA CARGA POLIMERICA ENERGIZADA N2 LIBRE DE POLÍMERO LIBRE DE POLÍMERO ACEESPUMADA ITE ESTACON BILN2 IZADO

39%

ACIDO ACEITE CICLICO LIGERO ENERGIZADA CON N2 TOTAL CO2 CON LIBRE DE POLIMERO ESPUMADA N2 LIBRE DE POLÍMERO ENERGIZADA CON N2

ACIDO 1%1% 3% 4% 9% ACE9% ITE CICLICO LIGERO ACEITE CICLICO LIGERO ENERGIZADA CON N2 BAJA CARGA POLIMERICA CO2 CON LIBRE DE POLIMERO ENERGIZADA N2 ESPUMADA N2 LIBRE DE POLÍMERO LIBRE DE POLÍMERO ENERGIZADA CON N2 LIBRE DE POLÍMERO ESPUMADA CON N2

25 70 68 7 171 18 306 66 28 7 5

TOTAL

771

9% 1%

22%

2%

Con 2 Compañías de servicio Oct 2009 : 10% Con 5 Compañías de Servici

Feb

40%

Ventajas y Desventajas Ventajas:  El 

ACL elimina el daño al empaque de la fractura por no usar polimeros

Optimiza y reduce el tiempo de limpieza, al obtener produccion inmediata de aceite para su coneccion a bateria.

 Por

su alta temperatura de inflamación (67 °C) disminuye el riesgo de un incendio durante el tratamiento, en comparación con los aceites estabilizados, Diesel ó Kerosina.

 Permite

alcanzar altas concentraciones de apuntalante de 9 a 10 lb/gal, en comparación con los aceites estabilizados, máximo 3 ó 4 lb/gal.

 Presenta

ventajas operativas, ya que se prepara al vuelo, y evita los premezclados y el confinamiento de residuos en caso de arenamiento como sucedía con los fluidos base kerosina o diesel.

 Por

el alto contenido de Aromáticos (77.4%) adicionalmente a la fractura Estimulación Orgánica

se realiza una

 Por

las viscosidades obtenidas, mucho menores a los fluidos poliméricos, se controla la altura de la fractura adecuadamente y se obtiene una mejor geometría de fractura

Desventajas: 

El abastecimiento actualmente esta restringido a 3000 bls por día, equivalente a 2 fracturas

Conclusiones

 La

Técnica de fracturamiento con ACL es una de las mejores opciónes para

optimizar el desarrollo y explotación de los campos del Proyecto Aceite Terciario del Golf   Los

pozos fracturados con ACL se mantienen fluyentes sin requerir sistemas

artificiales de producción.  En

la parte norte, Coyotes, y Soledad , ha permitido que se conecten los pozos a

producción de forma inmediata, contrario a lo que sucede al utilizar fluidos poliméricos base agua, agua, los cuales requerían de hasta 30 días de operaciones de inducción con TF y N2 para desalojar el agua de fractura e iniciar a producir aceite apoyado siempre con sistemas artificiales.  El

utilizar ACL presenta ventajas múltiples en comparación con los sistemas

tradicionales de fracturamiento, como son los fluidos base agua poliméricos, y base aceite ( estabilizado, diesel y kerosina )

Recomendaciones

 Se

recomienda generalizar el uso de de esta Técnica en el proyecto ATG, para optimizar

los resultados de productividad productividad en beneficio beneficio del mismo.  Desarrollar

y evaluar la Técnica de ACL espumado con CO2 ,a efecto de utilizarla en

pozos de mayor profundidad, donde el N2 operativamente esta limitado, lo anterior reduciría los costos de la fractura al minimizar el volumen de ACL y apuntalante, utilizados en el proceso de fractura e incrementaría la productividad del pozo  Se

recomienda tomar curvas de variación de presión para evaluar la geometría de

fractura y optimizar los diseños, así mismo es conveniente la medición de pozos para comparar los resultados de la productividad en la aplicación de nuevas Tecnologías.  Con

la finalidad de reducir los costos de acondicionamiento de ACL y el suministro de

CO2, es conveniente que PEP tenga un acuerdo macro con Pemex Refinación y Pemex Petroquimica.

Por su Atención Muchas Gracias