COMPLETACIÓN INTELIGENTEY PANTALLAS DE ARENA EXPANSIBLES 1. COMPLETACIÓN INTELIGENTE 1.1. INTRODUCCIÓN La evolución de las tecnologías en lo referente a sensores de fondo, camisas deslizables y válvulas de seguridad sub-superficiales controladas desde superficie han permitido el desarrollo de pozos inteligentes. La tecnología disponible está permitiendo que esto sea posible, hoy en día se perforan y se completan menos pozos para explotar los yacimientos de manera más rentable. 1.2. OBJETIVOS DE LA COMPLETACIÓN INTELIGENTE El objetivo primordial de un sistema de completación inteligente es controlar la producción del pozo en tiempo real, maximizar el valor del activo acelerando el flujo de caja, minimizando las intervenciones al pozo e incrementando el facto de recuperación. Para maximizar el flujo de caja (producción diaria), se logra con la producción conjunta de zonas independientes, incremento del área de flujo (pozos horizontales), pozos multilaterales. Para reducir el costo por intervenciones al pozo (tipo y frecuencia), se logra previniendo cambios de comportamiento y evitando las intervenciones al pozo (control remoto). Y para aumentar el facto de recobro (eficiencia de drenaje), se debe tener programas de recuperación secundaria y capacidad para ajustar sistemas de levantamiento artificial y programas de recuperación secundaria en tiempo real. 1.3. DESARROLLO La tecnología de pozos inteligentes, haciendo referencia al control fundamental del fondo del pozo, ha avanzado rápidamente durante la última década en la industria de petróleo y gas. El enfoque para la puesta en práctica de esta tecnología en América Latina ha cambiado de proyectos de pozos en el mar (offshore) a los más sensibles económicamente pozos en tierra (onshore). El estímulo para este cambio en el mercado de América Latina ha sido la habilidad de demostrar el valor de las completaciones inteligentes en términos de mejorar el pozo y su rendimiento. Pero lo más significativo es la reducción en lo que respecta a costos en las intervenciones de los pozos. 1 Completación capaz de realizar diagnósticos (registros de Temperatura. o de la comodidad de su oficina. la medición y el control puede ser posible sin ninguna intervención. El diseño de pozos convencionales requiere la intervención con cables de poleas (wireline). Tanto en América Latina como en nuestro país hablar de completaciones inteligentes resulta novedoso. económico y lo que respecta al medio ambiente ponen en duda muchos de los controladores fundamentales y las suposiciones de las completaciones convencionales. tubería enrollada (coiled tubing) o de taladros (rigs) para realizar una medición o modificar la circulación de la zona. Completación Diseñada para medir los parámetros de Producción del Pozo desde la superficie sin necesidad de Intervención. el desarrollo técnico. permitiendo un control adecuado de cada zona simultáneamente. Actualmente. además cuando se alcanzan yacimientos independientes desde un pozo sencillo. Instalando equipos de control en el fondo del pozo conectados a superficie (como la tecnología inteligente). El sistema de pozos inteligentes adquiere datos de sensores avanzados y permiten que el operador cambie características del flujo (en producción y/o inyección) de superficie. Producción) sin necesidad de intervención al pozo. las completaciones convencionales resultan ineficientes para llevar a cabo programas de explotación simultánea y control selectivo (commingle). El deseo de acceder a múltiples zonas o a las acumulaciones de hidrocarburo con un solo pozo y otros avances tecnológicos requieren que el rendimiento del pozo se extienda más allá de la capacidad de la tecnología de completaciones tradicionales. Solución Capaz de regular la producción de un yacimiento desde la superficie sin necesidad de intervención. 2 . Presión. Completación Diseñada para producir dos o mas Arenas con diferentes parámetros de producción si la interferencia entre las Yacimientos. Esta tecnología utiliza sensores de fondo que nos permite medir temperaturas y presiones de manera individual de cada arena productora. sin la necesidad de intervenir en el pozo. que controlan el flujo. Esta información que se requiere tiene que ver con: • Tipo de Pozo.6.4. temperatura y presión de cada zona pero que resultan en una sola producción en superficie. • Presiones • Temperaturas 1.Las completaciones inteligentes a las que se hará referencia en este trabajo son las que se utiliza normalmente en el país para producir de dos zonas. REQUERIMIENTOS PARA LA COMPLETACIÓN INTELIGENTE Siempre se debe tener presente toda la información necesaria para poder realizar el diseño de una competición de fondo para un pozo productor de petróleo. HERRAMIENTAS PRINCIPALES DE LAS COMPLETACIONES INTELIGENTES 3 . y su uso se remite a: • Pozos Fluyentes (flujo natural) • Sencillos Selectivos • Multilaterales Selectivos • Pozos con Sistemas de Levantamiento Artificial: • Gas Lift • Bombeo Electrosumergible • Bombeo de Cavidad Progresiva • Pozos Inyectores 1. • Tubería de Producción (Tubing).5. APLICACIONES DE LA COMPLETACIÓN INTELIGENTE La aplicación de las completaciones inteligentes es muy amplia. • Fluidos del pozo. • Tubería de Revestimiento (Casing). 1. instrumentación con fibra óptica o una combinación de ambas. CONCLUSIÓN En la industria del petróleo y del gas. hablar de pozos inteligentes generalmente se refiere a la implementación de procesos fundamentales de control de fondo de pozos. rata de flujo. Estos dispositivos pueden ser controlados en superficie por válvulas simples de apertura y cierre o multi-posicionales. Los pozos 4 . electro-hidráulico o netamente eléctrico. Este dispositivo puede incluir un medidor electrónico convencional.En La Figura ilustra los principales componentes de una completación inteligente típica: La adquisición de datos en tiempo real es posible con el sensor de fondo de pozo que mide presión. Alternativas para el rango de control de flujo en tiempo real desde un regulador de flujo de control remoto hidráulico. densidad o el corte de agua. COMPONENTES PRINCIPALES DE LAS COMPLETACIONES INTELIGENTES 1.7. temperatura. pantallas independientes. las pantallas de arena expansibles (ESS) se han desplegado en más de 30 pozos en todo el este y el oeste del delta del Níger por SPDC. En débiles. DESARROLLO Exclusión de arena presenta un desafío clave en los proyectos petroleros. 2. la consolidación de arena química (SCON). La ESS ofrece una alternativa filtro de superficie para terminaciones 5 . high-fines environments. Varios métodos de control de arena han sido desplegados en SPDC. Una pantalla de arena expansible (ESS) es una solución de control de arena compatible para entornos no uniformes. más recientemente. INTRODUCCIÓN En los últimos años. ESS proporciona control de arena a través del puente de arena de formación en la pantalla que está dimensionada para retener arena de formación al tiempo que permite multas de formación para pasar a través. formaciones no consolidadas. While expanding compliantly against the wellbore to eliminate annular space and provide borehole support. La mayoría de los embalses de la región se caracterizan por una alta permeabilidad y porosidad en las formaciones friables. completion inner diameter (ID). PANTALLA DE ARENA EXPANSIBLE (ESS) 2. Esta tecnología ha demostrado ser un medio fiable de pozos rejuvenecedores en campos maduros. Las completaciones inteligentes tiene la necesidad de dirigir a los diseñadores de pozos de hoy en día. Si bien la expansión dócilmente contra el pozo para eliminar el espacio anular y proporcionar apoyo al pozo.inteligentes permiten la vigilancia. la tecnología ESS filtra todos. and lower frictional pressure losses. Estos incluyen empaques de grava internos y externos.2. interpretación y actuación en una continua operación de realimentación en tiempo real. pero los más pequeños granos de arena. 2. The ESS offers a surface filter alternative to traditional gravel-pack completions and has distinct advantages in terms of open area. en terminaciones descalzos no compatibles por lo general no son una opción. An expandable sand screen (ESS) is a compliant sand-control solution for nonuniform. la pantalla de arena expansible (ESS) ha llegado a ser popular como un mecanismo de exclusión de arena en la terminación. que desafían las capacidades técnicas y las suposiciones económicas de las intervenciones basadas en la producción convencional. ESS technology filters all but the smallest sand grains.1. la finalización diámetro interior (ID). Esto simplifica la gestión de embalses mediante la mejora de la eficiencia de barrido y la penetración del gas en el talón del pozo. El sistema ESS modular Weatherford se expande y se ajusta a la pared del pozo para exponer una gran superficie filtrante. y minimizar las pérdidas de presión inducida por la fricción. reduce the completionskin effect. Logros de la utilización de pantallas expandibles como una tecnologías Our ESS systems have revolutionized sand control by improving well productivity and significantly reducing costs compared to traditional systems. Junto con la gran ID de la finalización. which promotes a more uniform inflow profile and enhances productivity. Weatherford has been the leader in expandable completion technologies. and minimize friction-induced pressure losses. La expansión de la pantalla se logra mediante la conducción de un cono de expansión endurecido por el tubo de base no expandida. stabilize formations. Sistemas ESS son únicos por su capacidad para ajustarse a abrir agujeros. El ID de tubería de base se expande un poco más que 6 . ESS systems are unique for their ability to conform to open holes. Expansión de la pantalla Screen expansion is achieved by driving a hardened expansion cone through the unexpanded base pipe. the modular ESS system helps reduce frictional pressure losses. que promueve un perfil de flujo más uniforme y mejora la productividad. Together with the large ID of the completion. y las pérdidas de presión baja fricción. For nearly two decades. The base pipe ID expands slightly more than the OD of the expansion cone. reducir el efecto de piel de finalización.tradicionales de empaque de grava y tiene claras ventajas en términos de área abierta. Nuestros sistemas ESS han revolucionado el control de arena mediante la mejora de la productividad del pozo y reducir significativamente los costos en comparación con los sistemas tradicionales. This simplifies reservoir management by improving sweep efficiency and increasing the time to water or gas breakthrough at the heel of the well. estabilizar formaciones. el sistema ESS modular ayuda a reducir las pérdidas de presión por fricción. Se esperaba que un poco y rascador / run deriva aclararía el proceso de decisión. An expansion cone selection too large could prevent expansion of the expandable sand screen completely or prevent it being accomplished with the string weight available on the rig. The expansion cone selection is done immediately prior to running the screen to capture all the available information regarding the wellbore. Una selección cono de expansión demasiado grande podría prevenir la expansión de la pantalla de arena expansible total o evitar que se logra con el peso de cadena disponibles en la plataforma. would leave the screen expanded but not tight against the liner. dejaría la pantalla expandido pero no apretado contra el forro. the API 5CT ID and the API 5CT drift ID of the G-7 S/T1 casing each straddled two expansion cones sizes. An expansion cone too small. In this situation. lo que socava la creación de un embalaje eficaz de túnel de perforación permitiendo arena producida para ser lixiviado continuamente desde el túnel. While there is no doubt that this contributed to the unusually high expansion forces required to initiate and maintain expansion of the screen. el API 5CT ID y el ID de la deriva API 5CT de la carcasa S / T1 G-7 cada uno a horcajadas sobre dos conos tamaños de expansión. En esta situación. the tight fit that resulted has ensured that sand free production has been maintained throughout the production history to date. 7 . pero esto no se considerará un uso eficiente del tiempo de equipo. la introducción de un micro-espacio anular entre la pantalla y el revestimiento. Si bien no hay duda de que ello ha contribuido a las fuerzas inusualmente altos de expansión necesarios para iniciar y mantener la expansión de la pantalla. La selección cono de expansión se realiza inmediatamente antes de ejecutar la pantalla para capturar toda la información disponible sobre el pozo. Un cono de expansión demasiado pequeño. Así que el ingeniero de pantalla expandible arena hecha algunas suposiciones no comprobadas en la calidad de los tubulares de carcasa. y apuntó para la máxima expansión posible que sea compatible con la API 5CT ID de la carcasa. but this was not deemed an efficient use of rig time. undermining the creation of an effective packing of perforation tunnel by allowing produced sand to be continually leached from the tunnel. introducing a micro-annulus between the screen and the liner. It was hoped that a bit and scraper/drift run would clarify the decision process. el ajuste apretado que resultó ha asegurado que la producción libre de arena se ha mantenido a lo largo de la historia de la producción hasta la fecha. So the expandable sand screen engineer made some unproven assumptions on the quality of the casing tubulars.el diámetro exterior del cono de expansión. and aimed for the maximum possible expansion consistent with the API 5CT ID of the casing. No fue sino hasta 2000 tenía Chevron completar un pozo desviado. utilizando filtros de arena expandibles para el control de arena. es esencial para el logro de las tasas necesarias para explotar la instalación correcta de la finalización producción. but US acceptance was slower in coming. A partir de entonces. 8 . En noviembre de 2000. The understanding that the sand screen and the perforation tunnels comprise a system that must be treated with the care they deserve. más de 23. El entendimiento de que la pantalla arena y los túneles de los disparos comprenden un sistema que debe ser tratado con la atención que se merecen. su uso se ha extendido rápidamente a todas las partes del mundo y en diversas aplicaciones. Since then. their use has spread quickly to all parts of the world and in many diverse applications.000 ft of expandable sand screen had been run in 25 applications. 2. La aplicación de una terminación integrada utilizando filtros de arena expandibles como la técnica de realización de control de arena primaria resultó ser una solución económica mejorada en comparación con una terminación empaque de grava convencional. The first commercial application of this technology took place in January 1999.3. was essential to achieving the production rates necessary to exploit the successful installation of the completion. pero la aceptación de Estados Unidos fue más lento en llegar. using expandable sand screens for sand control.Pantallas de arena expandibles fueron desarrollados para superar los inconvenientes de ambas técnicas existentes. over 23. CONCLUSION The application of an integrated completion using expandable sand screens as the primary sand control completion technique proved to be an enhanced economic solution when compared to a conventional gravel pack completion. mientras que también proporciona algunos beneficios únicos. por lo que es el primero en el Golfo de México.000 pies de pantalla arena expansible habían sido calculados en 25 aplicaciones. Not until 2000 did Chevron complete a sidetrack well. As of November 2000. making it the first in the Gulf of Mexico. La primera aplicación comercial de esta tecnología se llevó a cabo en enero de 1999. BIBLIOGRAFIA FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA Y PETRÓLEOS.weatherford.com/products-services/completion-andstimulation/sand-control/expandable-sand-screens CONTROL REMOTO DE YACIMIENTOS 9 . JORGE ARMANDO CHANCAY ZAMBRANO Y LUIS FRANKLIN RUMIPAMBA JARAMILLO. PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIEROS EN PETRÓLEOS.Acknowledgement 3.html http://www.blogspot.com/2009/06/pozos-inteligentes. QUITO NOBIEMBRE 2008. http://blog-petrolero.