Lechadas Especiales Para Cementacion

Autores:

Juan B. Bravo - (UTE Petrleos Sudamericanos S.A. NECON S.A.)

Walter Morris, Horacio Peacock, Leonardo Sanchez, Fernando Sapag y Jorge Robles - (San Antonio Internacional)

ndice

1. Caractersticas litolgicas de la formacin

2. Problemas para la puesta en produccin

3. Hiptesis para la acuatizacin de pozos

4. Fundamentos de la nueva hiptesis

5. Resina para cemento (RPC)

6. Ensayos de laboratorio

7. Experiencia de campo usando RPC

8. Conclusiones

Caractersticas Litolgicas

Petrofsica de zona productiva:

Arenisca poco consolidada Porosidad alta (33%) Permeabilidad: elevada (aprox. 500 md.)

Fluido de formacin:

Petrleo viscoso (200 cp)

Presin de reservorio:

Normal / baja


Petroleo

Agua

En un mismo nivel permeable suelen encontrarse las 3 fases: gas,

petrleo y agua. Se asume que la estratificacin natural brinda

delgadas intercalaciones impermeables.


Petroleo ?

Agua ?

ndice








8. Conclusiones

1 - Condicin inicial del pozo con buen cemento

Problemas de Produccin

2 - Una vez punzado, el ensayo inicial petrleo con bajo

porcentaje de agua, aporte de arena y nivel bajo.

3 - En un corto perodo de produccin (pocos das, a

veces horas), el nivel sube hasta boca de pozo y el

corte de agua supera el 80%.

Consecuencias:

Prdida de rentabilidad por bajo aporte de petrleo Incremento de costos por manejo del agua

Problemas de Produccin

EVOLUCION % DE AGUA POZOS MESETA ALTA

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85

TIEMPO DE MARCHA DIAS

% D

E A

GU

A

POZO MA-102 POZO MA-106 POZO MA-104 (Control de arena y agua) TENDENCIA MA-106 TENDENCIA MA-102

Intervenido (verific hermeticidad de punzados cementados y

aument capacidad extractiva bomba profundidad)

POZO A POZO B POZO C (Con control de arena) TENDENCIA POZO B TENDENCIA POZO A

TIEMPO DE PRODUCCIN (DAS)

ndice








8. Conclusiones

Hiptesis tradicional

La temprana irrupcin del agua fue siempre adjudicada

a deficiencias en la cementacin primaria.

Por ende todos los esfuerzos se focalizaron durante aos a:

Mejorar la limpieza de lodo en anular: para lograr ptima adherencia.

Mejoras en la lechada de cemento: Buscando mayor ductilidad, cohesin, resistencia, etc. Para soportar la tareas de completacin.

Siempre se terminaba realizando costosos trabajos de reparacin de

cemento (auxiliares)

Solucin operativa que mostr resultados positivos: Cementar el nivel productivo

y repunzar.

Hiptesis original: Se asuma que la mejora posterior se deba al sellado de

canales en la cementacin primaria

Resultados posibles que se presentan al repunzar

el tope de la zona petrolfera:

Exitoso: la produccin es petrleo con menor

porcentaje de agua.

Negativo: Vuelve al mismo nivel y corte de agua,

esto puede ser debido a que es el fluido que

contiene la capa o que no se solucion completa-

mente la comunicacin y se debe repetir la cementacin.

Parcial-positivo: Produce por un corto perodo de Tiempo petrleo con menor

porcentaje de agua y luego vuelve la canalizacin.

Hiptesis para la acuatizacin

Hiptesis para la acuatizacin Ejemplo de aplicacin

Reparacin

Terminacin

Repunza y vuelve a poner en produccn

ndice








8. Conclusiones

Basados en la solucin operativa que mostr resultados positivos: Cementar el

nivel productivo y repunzar.

Se asume que en vez de sellar deficiencias de aislacin, se estaban

completando canales generados por falta de adherencia cemento/formacin o

a travs de formacin (tener en cuenta que siempre aporta arena antes de la

aparicin del agua).

Nueva hiptesis / fundamentos

Conificacin: Se descarta por los tiempos tempranos en que ocurre el fenmeno de acuatizacin

La produccin de arena previa a la canalizacin

del agua indica un proceso combinado de

adherencia dbil cemento/formacin con un

desmoronamiento de la formacin fruto de la

baja cohesin natural y reblandecimiento por

invasin.

Nueva hiptesis /fundamentos

Se consideran aspectos como:

Contrastes de stress

Formacin naturalmente friable

Reblandecimiento de formacin, durante la construccin del

pozo, por efecto de la invasin

del filtrado de lodo, colchones y

cemento.

Alto Drawdown durante la produccin

X Caliper

Gamma Ray

Y Caliper

8

0

8

18

150

18

(IN)

(API)

(IN)

360

NN

Anisotropy

0 25(%)

25 0(%)

63006400

Feet

AVG. Anisotropy

0

Direction

(Degrees)

X Caliper

Gamma Ray

Y Caliper

8

0

8

8

0

8

18

150

18

18

150

18

(IN)

(API)

(IN)

(IN)

(API)

(IN)

360

NN

Anisotropy

0 25(%)

25 0(%)

63006400

Feet

AVG. Anisotropy

0

Direction

(Degrees)


Produccin de agua

Al comenzar la produccin de agua, el fenmeno se agudiza por:

La disolucin de los materiales cementantes de la arena de formacin.

Incrementa las fuerzas de arrastre por las altas producciones.

Incrementa las fuerzas de arrastre por la friccin al producir 2 fluidos

Capa de Gas

Petrleo

Contacto agua-petrleo


De acuerdo con la conclusin anterior, la solucin debe

buscarse en:

Optima limpieza del lodo previo a la cementacin.

Consolidar la formacin

Obtener una ptima adherencia del cemento a formacin consolidada durante la cementacin primaria.


ndice








8. Conclusiones

RPC es un aditivo utilizado para mejorar las propiedadesmecnicas del cemento fraguado as como su adherencia a la

caera de acero y a formacin.

El filtrado de las lechadas que contienen RPC fraga generandofuerte cohesin en los granos de arena que contacta.

RPC no altera significativamente las propiedades fsicas de lalechada.

Tiempo de curado de RPC depende de la temperatura de fondoy la proporcin de resina utilizada.

RPC puede ser utilizado en pozos con temperaturas de hasta150 F (65 C) BHST.

RPC Cemento con Resina








8. Conclusiones

ndice

RPC Incidencia en las propiedades mecnicas de la lechada

Tabla resumen de propiedades mecnicas

Los resultados demuestran que la resina RPC incrementa la elasticidad

de la lechada, disminuyendo el mdulo de Young en aprox. 50 %.

Comparativa de propiedades en MPROBHST: 65 C

Blanco: Cemento G + 5 % FC 52 L +41 % Agua

Lechada RPC: Cemento G + 5 % FC 52 L +8 % RPC +

34 % Agua

RPC Incidencia en la consolidacin de formacin

Casing Formacin

consolidada con RPC

Cemento

fraguado

Adherencia

cemento-

formacin

Representacin esquemtica del efecto de consolidacin de la formacin

obtenido mediante el empleo de RPC.

El filtrado de las lechadas de cementos que contienen RPC en el agua de mezcla,

arrastra el producto a formacin; los granos de arena contactados adquieren una

fuerte adherencia.

RPC Evaluacin experimental del efecto de consolidacin de formacin

Se realizan ensayos en la celda de filtrado HPHT. Se coloca slice malla # 100 en el fondo de la celda (sobre malla filtrante). Se hace filtrado API sobre lechada con y sin RPC (aplicando 1000 psi). Se deja en frage 24 hs. Se extrae el testigo de cemento verificando adherencia y consolidacin de la slice.

Lechada de cemento

fraguada en condiciones

de fondo

Zona con mayor

adherencia de resina

a la arena (Slice).

Slice consolidada luego

de ser expuesta al

filtrado de la lechada con

RPC .

Ensayo realizado sin resina

Ensayo realizado con resina








8. Conclusiones

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RPC Experiencia de campo

Datos del pozo

Caera Gua 9 5/8 : 94 mts.Caera de aislacin 5 : 850 mtsPresiones porales: 0.453 psi/ft

Gradientes de fractura: 0.60 psi/ft

Densidad de lodo: 1070 gr/lt

.

Datos de la cementacin:

Tope de cemento solicitado: 650 mts

Colchones: Dispersante + mecnico + quimico + acuohum.+ obturante

Lechada cementadora: 125 sks cto. G + 6% FC52L + 3% RPC + 0.2% AE11LDensidad: 1.845 kg/lt.

Produccin:

Qued productivo 18 M3/D con 18% de agua y 2% de arena.

RPC Experiencia de campo

CBL / VDL








8. Conclusiones

ndice

1. La ltima campaa de perforacin (5 pozos) mostr resultados

satisfactorios en cuanto a calidad de aislacin y produccin de agua.

2. Siendo las zonas perforadas las mismas donde se tena problemas de

canalizacion de agua, es razonable pensar que el xito est relacionado

con el uso de resina en la lechada de cemento y su capacidad para

ingresar en formacin junto con el filtrado de la lechada, mejorando la

adherencia cemento/formacin y confirindole a los granos de arena

(naturalmente friable) una cohesin adicional que impide la canalizacin

en el corto plazo.

3. Despus de 3 meses de produccin, a pesar del aporte de arena, la

proporcin de agua se mantiene en los valores iniciales, lo que indica que

siguen perdurando las barreras naturales de formacin.

4. La caracterstica de esta lechada de: Mejora de adherencia, Mejora de

propiedades mecnicas del cemento fraguado y consolidacin de

formacin por el filtrado, brinda una interesante alternativa en

cementaciones primarias frente a formaciones friables o cuando se debe

punzar tramos muy prximos.

Conclusiones

Petroleo Sudamericanos NECON

Nicolas Posatta

Hugo Minotto

San Antonio Internacional

Personal de laboratorio de D&T

Personal tcnico y operativo base Catriel

Agradecimientos

Documents

Lechadas Especiales Para Cementacion