Inyección Selectiva d1 4

USO DE SARTA DE INYECCIÓN SELECTIVA EN PROCESOS DE INYECCIÓN DE AGUA KAREN GIRALDO LONDOÑO ANA MARÍA VARGAS SANTOS ROBINSON CAMILO JIMÉNEZ ESCOBAR MSc, ME. SAMUEL FERNANDO MUÑOZ NAVARRO Métodos de Recobro Grupo D1 – Subgrupo 4

AGENDA 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

INTRODUCC IÓN 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.

OBJETIVOS • 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.

INYECCIÓN DE AGUA

Método de recuperación secundario más utilizado, consiste en inyectar agua al yacimiento con la finalidad de: mantener la presión y generar Limitaciones: desplazamiento. un Crudos con altas viscosidades.  No es recomendable para yacimientos muy heterogéneos.  Debe existir compatibilidad entre el agua inyectada y el

Fuente: http://www.segiusa.com/wpcontent/uploads/2014/02/Picture 34.png

INYECCIÓN DE AGUA

Pozo inyector

Sarta convencional

Pozo productor

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.

INYECCIÓN SELECTIVA

Pozo inyector

Pozo productor

Sarta selectiva

FUENTE: Modificada http://www.oilproduction.net/cms3/files/PresentacionHirschfeldtChina2012.pdf

OPTIMIZACIÓN EN UN PROCESO DE INYECCIÓN DE AGUA EFICIENCIA DE BARRIDO VERTICAL

Fuente: Conferencia Ecopetrol. Recobro químico

DESVENTAJAS

VENTAJAS •

•

•

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

•

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

Menor costo operativo comparado con otras técnicas de recuperación. Permite la operación convencional con equipos de alambre y cable (slick y

HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA INYECCIÓN SELECTIVA

Empaques Mandriles Válvulas Conectores FUENTE: http://www.completionservices.com/herramientas.html

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 Recuperable PCS-5  Fijación hidráulica.  Diseñado para pozos productores e inyectores.  Cuñas Bi-Direccionales. 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. FUENTE: http://www.completionservices.com/herramientas.html

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

CONCÉNTRIC O

CONVENCIO NAL

DE BOLSILLO

MANDRIL MGDWI

• 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.

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

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.

ÁLVULAS REGULADORAS DE AUDAL W15-RLBQ

FUENTE: http://www.completionservices.com/herramientas.html

• 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

FUENTE: http://www.completionservices.com/herramientas.html

ENSAMBLADO DE SARTA SELECTIVA .

• 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

ENSAMBLADO DE SARTA SELECTIVA Sliding Sleeve PCS – 1 PackerPCS – 1 Packer PCS – 1 Packer

PCS – 1 Packer Tubing

Mandril VRF Tubing Nipple Guide shoe

Tubing

Tubing

Mandril VRF Mandril VRF Tubing On off tool Tubing

Tubing Mandril VRF

Tubing

Tubing

On off tool

On off tool

Tubing

Tubing

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

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

PRUEBA DE INYECTIVIDAD

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.

PRUEBA DE INYECTIVIDAD

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.

PRUEBA DE INYECTIVIDAD

Repetir este procedimiento hasta terminar con los intervalos.

Bajar las válvulas calibradas de acuerdo a los datos obtenidos en la prueba.

PRUEBA DE INYECTIVIDAD DIAMETRO

  2 2,25 2,5 2,75 3 3,25 3,5 3,75 4 4,25 4,5 4,75 5 5,25 5,5 5,75 6 6,25 6,5 6,75 7 7,25 7,5 7,75 8 8,25 8,5 8,75 9

RESORTE CAUDAL BAJO   9 14 18 21 24 27 30 34 39 46 50 54 65 73 77 81 98 108 112 116 120 122 125 133 142 148 149 151 169

 

RESORTE CAUDAL ALTO

 

BWPD

 

BWPD

57 88 113 132 151 170 189 214 245 289 214 245 289 315 340 409 459 484 509 616 679 704 730 755 767 786 837 893 1063

22 28 34 37 41 45 49 56 67 74 87 102 120 149 160 172 186 194 206 218 225 232 239 244 249 283 287 292 305

138 176 214 233 258 283 308 352 421 465 547 642 755 937 1006 1082 1170 1220 1296 1371 1415 1459 1503 1535 1566 1780 1805 1837 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

PRUEBA DE TRAZADORES 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.

PRUEBA DE TRAZADORES

Inyección selectiva

Transporte de trazadores

Análisis de muestras

Toma de muestras

CAMPOS CON INYECCIÓN SELECTIVA CERRO ARGENTINA

DRAGÓN, Tandem packer

1978 Set de empaques mecánicos Empaques mecánicos (1 empaque mecánico y 5 empaques tándem) Habían aproximadamente 350 pozos inyectores con este diseño

Tandem packer Tandem packer Tandem packer Tandem packer Mechanical packer

El principal problema es que no aplica para más 6 FUENTE: Injector-Well Completion Designs for Selectively Waterflooding Up zonas. to 18 Zones in a Multilayered Reservoir: Experiences in the Cerro Dragon Field

CAMPOS CON INYECCIÓN SELECTIVA Tercera etapa

5xTandem packer Hydraulic 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)

Segunda etapa

4xHydraulic packer

Primera etapa

El problema que se presenta es que cada etapa 4xHydraulic packer incrementa el costo del completamiento FUENTE: Injector-Well Completion Designs for Selectively Waterflooding Up to 18 Zones in a Multilayered Reservoir: Experiences in the Cerro Dragon

CAMPOS CON INYECCIÓN SELECTIVA 2004 – 2006 Completamiento de empaques hidráulicos y empaques hidráulicos con sistema rotacional Empaques hidráulicos Empaques hidráulicos con sistema rotacional . Se incrementan la cantidad de empaques por etapa.

Hydraulic packer Hydraulic tandem Hydraulic tandem Hydraulic packer Hydraulic tandem Hydraulic tandem Hydraulic packer

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

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

Segunda etapa

Primera etapa Hydraulic tandem

CAMPOS CON INYECCIÓN SELECTIVA

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

CAMPOS CON INYECCIÓN SELECTIVA 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

CAMPOS CON INYECCIÓN SELECTIVA CASABE, COLOMBIA 1970, Proyectos piloto de inyección de agua. 1985, programa inyección.

Primer de

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.

BIBLIOGRAFÍA   •

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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