consideraciones generales del caoneo

5/8/2018 Consideraciones Generales Del Caoneo - slidepdf.com

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ACONSIDERACIONES GENERALES DEL CAÑONEO

El cañoneo es la operación que comunica las arenas productoras del yacimiento con el

hoyo del pozo cuando existe un revestidor cementado. El propósito principal del

cañoneo es sobrepasar la zona de daño creada por los filtrados de los fluidos de las

operaciones de perforación y cementación y proveer una comunicación efectiva entre el

yacimiento y el pozo. La eficiencia de flujo del cañoneo debe ser por lo menos suficiente

para tener la misma área de flujo que un pozo a hueco abierto sin ningún daño.

PARÁMETROS BÁSICOS DEL CAÑONEO

Densidad del Cañoneo:: Se define como el número de cargas por unidad delongitud. FIGURA 1.

Dirección del Tiro (Fase): Indica el ángulo entre cargas. FIGURA 1.

Separación de Cargas (Holgura): Indica la distancia entre la pared interior del

revestidor y la carga. FIGURA 1.

Penetración: Es la longitud de la perforación realizada por una carga dada.

FIGURA 1.

Diámetro de entrada de la Perforación: Representa el diámetro del agujeró

que se crea en el revestidor durante el proceso de cañoneo. FIGURA 1.

Rendimiento de la Perforación: Es el rendimiento de la perforación real en

relación con la de una perforación ideal realizada con el núcleo experimental.

FIGURA 1.



FIGURA Nº 1

Parámetros de Cañoneo

FUENTE: SCHLUMBERGER 2005.

OBJETIVOS DEL CAÑONEO

Lograr un trabajo efectivo de la perforación al revestidor para que el trayecto de

la perforación penetre el revestidor, el cemento y parte de la formación

contenida de hidrocarburo.

Lograr flujo efectivo entre el pozo y cualquier yacimiento, de manera que se

pueda: evaluar intervalos productores, optimizar la producción y el recobro,

optimizar la inyección de fluidos y aislar (cementación forzada) algunas zonas.



Crear la mayor cantidad de orificios abiertos al flujo, para la evaluación de los

intervalos productores.

Permitir orificios limpios para la inyección de agua, gas, grava o cemento.

Crear flujo radial por efectos de simetría en la fase de disparos.

MÉTODOS DE CAÑONEO

CAÑONES TRANSPORTADOS POR TUBERÍA (TUBING GUN)

En este método, primero se baja la tubería con empacadura de prueba o se baja la

Completación final. Luego se crea un diferencial de presión negativo (Ph<Pf) y

posteriormente se baja el cañón con equipo de guaya. Generalmente, se usan cañones

no recuperables o parcialmente recuperables. La tubería eductora con empacaduras

permite el desplazamiento del fluido de Completación por un fluido de menor densidad,

como por ejemplo Gas-Oil. Este desplazamiento se puede realizar a través de las

camisas de circulación, las cuales se cierran con equipo de guaya. Otra alternativa

consiste en achicar la tubería con la empacadura asentada, hasta lograr una columna

de fluido que permita obtener una diferencia de presión negativa, después del cañoneo.

Cuando la completación se realiza en una sola arena, se puede usar como fluido de

completación uno de menos densidad que el fluido de formación. En este caso los

cañones se bajan cuando la columna de fluidos de completación permita obtener un

diferencial de presión negativo, después del cañoneo. Una vez creada las condiciones

para crear un diferencial de presión negativo, se procede a bajar el cañón con equipo

de guaya. Los restos recuperables del cañón y la herramienta de profundidad y la

guaya se recuperan usando un lubricador. Este método de cañoneo permite obtener

una buena limpieza de las perforaciones. Sin embargo, ellos no son selectivos. Por

esta razón, cuando se requiere probar otro intervalo, es necesario controlar el pozo con



el cual se exponen las perforaciones existentes a los fluidos de control. Esto puede

causar cierto grado de daño. Los cañones se bajan utilizando una tubería con

empacadura de prueba. Este sistema es empleado cuando por razones de seguridad

(cañoneos a pozos en producción, altas producciones de gas o cañoneo de zonas de

alta presión de formación) es necesario tener la tubería de producción dentro del pozo

(normalmente es más fácil controlar un pozo con la tubería de producción que sin ella).

La forma de ponerlo en profundidad es utilizando el registro de cuellos o herramienta

C.C.L. FIGURA 2.

La tubería eductora con empacadura permite el desplazamiento del fluido de

completación por un fluido de menor densidad. Este desplazamiento se puede realizar através de las camisas de separación, las cuales se cierran con equipos de guayas. Otra

alternativa consiste en achicar la tubería con empacadura asentada, hasta lograr un

diferencial de presión negativo después del cañoneo.

FIGURA Nº 2 Cañoneo Tubing Gun

FUENTE: SCHLUMBERGER 2005

EQUIPO DE CONTROL DE PRESIÓN

EMPACADURA TUBERÍA

REVESTIMIENTO CAÑONES

CABLE ZONA

PRODUCTORA



PROCEDIMIENTO

TABLA Nº 1: Procedimiento Tubing Gun

FUENTE: PDVSA – CIED 2000

VENTAJAS

Brinda seguridad durante las operaciones por tener tubería dentro del pozo.

Permite el cañoneo del pozo bajo la condición de bajo balance, lo que garantizatener los túneles cañoneados limpios de residuos de cañones.

Disponibilidad de cañones de hasta 32” de penetración y con densidades de

disparo de 4 a 6 tpp.

Capacidad de monitorear comportamiento de producción, presiones de fondo en

las operaciones de cañoneo por plataforma.

Permite obtener una limpieza de las perforaciones (esto depende del diferencial

de presión con que se trabaje).

PASO ACCIÓN

1 Se baja la tubería con la empacadura de prueba.

2 Se establece un diferencial de presión negativa.

3 Se baja el cañón con equipo de guaya, generalmente se usancañones no recuperables.



DESVENTAJAS

No puede haber selectividad en el cañoneo.

Cuando se trabaje con cargas de diámetros menores y la fase de disparos que

se utilice puede ocasionar corta o ninguna penetración en la formación.

Para cañonear otro intervalo, se debe controlar el pozo, con lo cual se exponen

las zonas existentes a los fluidos de control.

Disparo afectado por la holgura y la orientación de las cargas debido a la

diferencia de diámetros entre el cañón y el revestimiento a ser cañoneado.

CAÑONES POR REVESTIDOR (CASING GUN)

Estos cañones se bajan a través del revestidor, utilizando una cabria o equipo de

guaya. Generalmente, las cargas se colocan en soportes recuperables. Usualmente, el

tamaño y rigidez de estos cañones no permiten bajarlos por el eductor. Este tipo de

cañoneo se ejecuta con diferencial de presión positivo (Ph>Pf), lo cual permite

mantener control del pozo. Los cañones de revestidor son más eficientes que los detubería, cuando se usan en operaciones de fracturamiento o de inyección, ya que en

estas operaciones se requiere de un buen control del tamaño de las perforaciones, lo

cual usualmente se logra usando cañones de revestidor. Este tipo de cañones también

ofrece un rendimiento máximo cuando se usan las cargas tipo chorro, ya que no dañan

el revestidor. Este tipo de cañón se utiliza igualmente en operaciones a hueco abierto,

con el fin de penetrar zonas dañadas por fluidos de perforación, o por depósitos de

escamas. Para lograr este objetivo se utilizan cargas de alta capacidad de penetración,

con lo cual se logran rangos de perforación más allá de la zona dañada. FIGURA 3.



FIGURA Nº 3 Cañoneo Casing Gun


PROCEDIMIENTO

TABLA Nº 2: Procedimiento Casing Gun


VENTAJAS

Cañones diseñados de acuerdo al ID del revestimiento con penetración de hasta

49” y con densidades de disparo de 4 a 27 tpp.

PASO ACCIÓN

1Se coloca el fluido en el pozo para que la presión hidrostática ejercidasea mayor que la presión del yacimiento, un diferencial de presiónpositivo.

2 Se procede a detonar las cargas para el cañoneo.

CAÑONES

CABLE

CABRIA

REVESTIMIENTO

ZONA PRODUCTORA



Capacidad de acuerdo a su alta capacidad de penetración a llegar a zonas no

dañadas.

Capacidad de cañonear intervalos hasta una longitud máxima de 60’ por corrida.

Menor tiempo de operación de las operaciones de cañoneo.

Son más eficientes que los de tubería en operaciones de fracturamiento o

inyección.

No dañan el revestidor cuando se usa con carga tipo chorro.

Son útiles en perforaciones donde existen zonas dañadas por fluidos de

perforación o por deposición de escamas, debido a su alta capacidad de

penetración.

DESVENTAJAS Riesgo de arremetida al cañonear zonas nuevas por no existir tubería en el pozo.

Operación de cañoneo solamente puede realizarse con presencia de taladro en

el pozo y con el pozo lleno / controlado.

Existencia de residuos de cañones en los túneles cañoneados.

Problemas de incompatibilidad y por daño a la formación productora.

Existe la posibilidad de cañonear en forma irregular.



Las zonas compactas alrededor de los orificios perforados y los restos de las

cargas son difíciles de remover con estimulaciones.

CAÑONES TRANSPORTADOS POR TUBERÍA EDUCTORA (TUBING CONVOYED

PERFORATING)

Con este sistema se logran orificios limpios, profundos y simétricos, ya que permiten

utilizar cañones de mayor diámetro, cargas de alta penetración, alta densidad de

disparo, sin límites de longitud en los intervalos a cañonear en un mismo viaje, todo

esto combinado con un diferencial de presión óptimo a favor de la formación. El poder

combinar una buena penetración en la formación, alta densidad, fase de disparo y undiferencial de presión a favor de la formación, permite obtener una relación de

productividad óptima aún después de haberse taponado la mitad o las dos terceras

partes de los orificios cañoneados. Con este método, el cañón se transporta en el

extremo inferior de la tubería eductora, conjuntamente con la tubería se mete una

empacadura, la cual debe ser asentada antes de iniciar la operación de cañoneo.

La aplicación de este método de cañoneo es amplia, por ejemplo se puede utilizar en

los siguientes casos: Control de arena o de migración de otras partículas indeseables,

mejorar la tasa de penetración, se reduce tiempo de operación, mayor seguridad. El

control de producción de arena u otras partículas se hace más efectivo usando

perforaciones compatibles con los agentes divergentes usados.

Cuanto mayor sea el cañón, mayor será el diámetro máximo de las perforaciones y la

penetración. La mayor seguridad del pozo, cuando se emplea este método de cañoneo,

se debe que cuando se baja el cañón adaptado a la tubería también se usa el equipo de

control de presiones en el cabezal del pozo. Este equipo está instalado todo el tiempo

para lograr máxima seguridad. Cuando se usan cañones transportados por tubería no



es necesario bajar conectores con guaya, ya que se puede implementar un sistema de

detonación hidráulico. FIGURA 4.

FIGURA Nº 4 Cañoneo TCP

PROCEDIMIENTO

TABLA Nº 3: Procedimiento TCP


PASO ACCIÓN

1 Se introduce la tubería con el cañón junto con la empacadura.

2 Se asienta la empacadura.

3 Se procede a cañonear el pozo.

TUBERÍA REVESTIMIENTO

CA ONES ZONA

PRODUCTORA

EMPACADURA

CABEZAL DEL POZO




VENTAJAS

Brinda seguridad durante las operaciones por tener tubería dentro del pozo.

Permite el cañoneo del pozo bajo la condición de bajo balance, lo que garantiza

tener los túneles cañoneados limpios de residuos de cañones.

Disponibilidad de cañones de hasta 32” de penetración y con densidades de

disparo de 4 a 6 tpp.

Capacidad de monitorear comportamiento de producción, presiones de fondo en

las operaciones de cañoneo por plataforma.

Se puede utilizar un diferencial de presión negativo junto con cañones grandes.

Se obtiene una buena relación de productividad Qp/Qr (importante para

yacimientos de baja permeabilidad).

DESVENTAJAS

Intervalos a ser cañoneados están limitados al uso de cañones cuya longitud es

menor o igual a 30’ por corrida.

Disparo afectado por la holgura y la orientación de las cargas debido a la

diferencia de diámetros entre el cañón y el revestimiento a ser cañoneado.

Alto costo.

DIFERENCIAL DE PRESIÓN



El diferencial de presión es la relación entre la presión de la formación y la presión de la

columna hidrostática del pozo. Para determinarlo se debe tomar en cuenta el tipo de

formación, propiedades mecánicas de las rocas, heterogeneidad, daño causado por los

fluidos de perforación, cementación y la compatibilidad entre los fluidos de completación

y formación. El diferencial óptimo para realizar una operación de cañoneo se obtiene

con el balance entre la presión que puede causar producción de arena y la presión

necesaria para realizar una limpieza efectiva de las perforaciones.

BAJOBALANCE

Ocurre cuando la presión de la formación es mayor que la presión de la columna

hidrostática del pozo a la profundidad de la arena a cañonear; también se denominadiferencial de presión negativo. El bajo balance permite obtener un cañoneo óptimo con

fluidos libres de sólidos y perforaciones limpias pero se deben tomar las

precauciones de seguridad necesarias, especialmente controlando el pozo de

manera efectiva debido a que las presiones de la formación se manifiestan rápidamente

en la superficie.

BALANCE

Obtenido igualando la presión del pozo a la presión de la formación, este se utiliza para

realizar la técnica de cañoneo estándar.

SOBREBALANCE

Es la condición donde la presión de la columna hidrostática es mayor a la de la

formación. Se conoce también como diferencial de presión positivo. Una limitación de

este diferencial de presión es el taponamiento de alguna de las perforaciones debido a

que el fluido utilizado para controlar proveer de sobrepresión al pozo causa obstrucción

del flujo. Este daño es parcialmente irreversible, aún realizando operaciones como

suabeo es imposible obtener una limpieza completa de las mismas.



SOBREBALANCE EXTREMO

El sobre balance extremo consiste en realizar el cañoneo con presiones superiores a la

presión de fractura de la formación (Grad.sbe. = Gfrac. + 0.4 a 0.6 lpc/pie) creando de

esta manera un canal de flujo más allá de la zona de daño, hacia la zona de mayores

esfuerzos de la formación. El método se basa en utilizar una columna de líquido

directamente contra el intervalo a disparar, hasta un determinado nivel y sobre este

nivel colocar una columna de gas para proveer la presión adicional requerida para

lograr el gradiente deseado. Se puede inclusive reducir la presión de superficie

utilizando nitrógeno.

CONDICIONES DE OPERACIÓN

El cañoneo de revestidores para la producción y/o evaluación de pozos se puede

realizar bajo dos condiciones generales:

Diferencial de presión positivo. ΔP ( + )

Diferencial de presión negativo. ΔP ( - )

DIFERENCIAL DE PRESIÓN POSITIVO (TÉCNICA DE DISPARO OVERBALANCE).

El diferencial de presión se define como la diferencia de la presión que ejerce la

columna hidrostática a la profundidad de la arena a cañonear (PH), menos la presión de

formación de esa arena (PF). FIGURA 5.

DondeFORMULA Nº 1 PF PH P −=∆

)(Pr

)(Pr

Pr

lpca Formaciondeesion PF

lpcaica Hidroestat esion PH

esiondel Diferencia P

⋅⋅=

⋅=

⋅⋅=∆



Cuando la presión de la columna hidrostática es mayor que la presión de formación, se

obtiene un diferencial de presión positivo. Cuando se decide cañonear un pozo con esta

condición, usualmente se producen taponamientos de algunas de las perforaciones.

Esto se debe a que el lodo es fundamentalmente un fluido de control y por lo tanto

causa obstrucción al flujo. Generalmente el daño causado por el fluido es parcialmente

irreversible. Aun cuando se realicen operaciones para reducir la columna hidrostática

(suabeo), es prácticamente imposible obtener una limpieza completa de las

perforaciones. La presión hidrostática ejercida por el fluido de completación, siempre es

mayor que la presión de yacimiento lo cual permite que durante la operación decañoneo el pozo se mantenga estático. Esta técnica se usa en la mayoría de los pozos

(de un 80 – 90) % de los pozos nuevos y reparados.

FIGURA Nº 5 Disparos Overbalance

FUENTE: LINARES TORRES 2006

DIFERENCIAL DE PRESIÓN NEGATIVO (TÉCNICA DE DISPARO

UNDERBALANCE).



Cuando la presión de la columna hidrostática a la profundidad de la arena cañoneada

es menor que la presión de la formación, se obtiene un diferencial negativo. El cañoneo

óptimo se obtiene con esta condición y con fluidos libres de sólidos y limpios. Es muy

importante tomar las precauciones de seguridad necesarias, debido a que las altas

presiones de la formación se manifiestan muy rápidamente en superficie, por lo que se

debe controlar el pozo de manera segura. FIGURA 6.

El valor optimo de el diferencial de presión al momento del cañoneo puede ser 200, 300

o 500 lpc, depende del yacimiento a cañonear. En ocasiones un ΔP (-) muy alto puede

originar un “pez” en el pozo cuando el cañón es expulsado hacia arriba, este problema

puede solucionarse con el uso de barras pesadas o cañones recuperables. FIGURA 7.

FIGURA Nº 6 Disparos Underbalance


Antes de seleccionar la técnica de cañoneo se debe tener conocimiento, de la presión

de la formación o yacimiento a cañonear . Se pueden presentar los siguientes casos:

1. Si la presión es anormalmente alta y si se estima que seria mínimo el daño al

cañonear con un ΔP ( + ) se podría:



Cañonear con Casing Gun con un ΔP (+) y luego bajar la tubería eductora.

Bajar tubería eductora con empacadura con un ΔP (+) y cañonear mediante

Tubing Gun.

Bajar tubería eductora con empacadura con un ΔP (-) y cañonear mediante

Tubing Gun.

2. Si la presión es anormalmente baja y la formación es propensa a ser dañada, se

podría:

Achicar (suabear) el pozo y cañonear con un ΔP (+) muy pequeño y

cañonear mediante Casing Gun.

Bajar tubería eductora, achicar y cañonear con un ΔP (-) mediante Tubing

Gun.



TABLA Nº 4 Comparación Disparos Overbalance vs. Disparos Underbalance


DISPAROS OVERBALANCE DISPAROS UNDERBALANCE

Se requiere que el pozo permanezcacerrado y controlado durante las

operaciones de cañoneo

Permite realizar las operaciones con elpozo abierto y en condiciones de fluir

hacia la estación de flujo.

Al disparar cañones se genera una zonacompactada de menor permeabilidad y el

túnel cañoneado lleno de debris.

Al disparar cañones se genera una zonacompactada de menor permeabilidad y sin

debris.

El fluido de completacion puede seinyectado a la formación, creando

problemas de incompatibilidad y posibledaño a la formación.

No existen riesgos de inyectar los fluidosde completacion a la formación.

Al inducir al pozo a producción, algunasperforaciones se limpiaran, otrasquedaran taponeadas o con baja

eficiencia de flujo

El desbalance de presiones (al momentodel cañoneo) de fluidos inmediatos de la

formación hacia el pozo que limpia (efectode surgencia) los túneles cañoneados

Requiere taladro para efectuar laoperación de cañoneo y posteriormente la

bajada de completacion del pozo.

Requiere la data del pozo y del yacimientopara los cálculos del bajo balance y

garantizar de esta manera la limpieza de

los túneles cañoneados.



FACTORES QUE AFECTAN LA EFICIENCIA DEL CAÑONEOLos parámetros que afectan la eficiencia del cañoneo son los atribuidos al proceso del

cañoneo y al yacimiento.

PARÁMETROS ATRIBUIDOS AL PROCESO DE CAÑONEO

CONFIGURACIÓN DE LAS CARGAS

La configuración de la carga es de importancia fundamental, esto influye su ubicaciónrelativa dentro del pozo. Así la distribución del explosivo y la densidad de disparo,

determinan la velocidad de detonación y pueden tener una influencia aun mayor que la

cantidad de explosivos utilizada. FIGURAS 18 - 19

FIGURAS Nº 18 - 19 Configuración de las Cargas


DIÁMETRO DEL CAÑÓN

La penetración es también proporcional al diámetro del cañón usado. El diámetro del

cañón depende del diámetro del revestidor. FIGURA 20. Por lo tanto, para obtener una

mayor penetración no se requiere necesariamente de un aumento en la carga

explosiva. De acuerdo a experimentos realizados, se puede concluir que el tamaño

(diámetro) de la carga es el factor determinante de la penetración y no la cantidad de



carga, sin embargo para estimar el grado de deformación del revestidor, si es necesario

considerar la cantidad de carga.

FIGURA Nº 20 Diámetro del CañónFUENTE: SCHLUMBERGER 2005

TIPO DE MATERIAL DEL REVESTIDOR

Este es otro factor de importancia. Así por ejemplo, al usar un revestidor N-80 en lugar

de un J-55, se reduce el diámetro de la perforación en aproximadamente 10%. También

se han observado variaciones en función del espesor del revestidor. Algunos casos han

reportado problemas con el espesor del revestidor, disminuyendo el diámetro de

penetración.

PARÁMETROS ATRIBUIDOS AL YACIMIENTO

RESISTENCIA DE LA FORMACIÓN

La resistencia de la formación es un factor importante que influye en la penetración de

disparo. Por Ejemplo, con la perforación a chorro de rocas de alta resistencia, se

obtiene, aproximadamente, el doble de la penetración que se logra usando cañones debala. En cambio, en rocas de baja resistencia (con esfuerzos menores de 6000 lpc), el

uso de bala es eficiente.



TEMPERATURA

La temperatura afecta la naturaleza de la carga. La mayoría de los cañones a chorro

usan explosivos a base de ciclorita, los cuales se pueden usar hasta una temperatura

de 340 °F (171 °C). Para formaciones que exceden esta temperatura, es necesario usar

un equipo especial de cañoneo, ya que es posible dañar el pozo. La presencia de un

ambiente de alta temperatura puede provocar el aumento de la posibilidad de

explosiones espontáneas, cuando se usan cañones para altas temperaturas,

generalmente se obtienen menores penetraciones además de ser usualmente más

costosos y no permiten una selección muy amplia de las cargas.

FACTORES FÍSICOS Y GEOMÉTRICOS QUE AFECTAN LA EFICIENCIA DE LA

PERFORACIÓN Y LA PRODUCTIVIDAD DEL POZO.

La penetración dentro de la formación de una carga moldeada, es un factor de

importancia para la productividad del pozo, aunque existen sin embargo otros factores

que llegan a ser más substanciales en determinadas circunstancias. Se puede afirmar

que en todos los casos la penetración debe ser tal, que supere en varios centímetros a

la zona dañada, de manera que comunique la zona virgen con el pozo. Una vez logrado

esto, la densidad del cañoneo, el tamaño del orificio y la limpieza del hueco, se

transforman en los factores determinantes de la productividad.

PENETRACIÓN DE LAS PERFORACIONES

Las perforaciones deben extenderse algunas pulgadas dentro de la formación,

preferiblemente tienen que atravesar la zona dañada y llegar hasta la zona virgen

donde se encuentre el fluido que se quiere colocar en producción. Esta capacidad de

penetración dependerá del tipo de formación a atravesar y de la compresibilidad que

esta tenga, así como el tipo de cañón que se este usando. FIGURA 21



FIGURA Nº 21 Penetración de las Perforaciones


DENSIDAD Y DISTRIBUCIÓN RADIAL DE LAS PERFORACIONES

Se tiene que establecer un balance entre la penetración y el diámetro de entrada de la

perforación. Las primeras pulgadas de penetración de la carga son las que poseen un

mayor efecto en la productividad, por eso es necesario determinar con exactitud el tipo

de canon que según las características de la formación beneficiara para una mejor

penetración de la carga. Todos estos parámetros pueden tomarse en cuenta en los tiros

por pie que la carga usa y la penetración de esta, por ejemplo; una densidad de 4 TPP

y de apenas 2 pulgadas de penetración ofrece una relación de productividad mayor que

cuando la densidad es de 1 TPP y con una penetración de 12 pulgadas. FIGURA 22

FIGURA Nº 22 Densidad y Distribución Radial de las Perforaciones

FUENTE: ETASA 2006



LAVADO DE LAS PERFORACIONES

Al penetrar el chorro a la formación, se produce desplazamiento y compactación de la

formación en la cercanía de la zona cañoneada, lo cual altera la permeabilidad original

de esa zona. Además, la cavidad creada por el cañoneo se llena de restos de la

formación y de material de explosivo pulverizado. Todo este material es usualmente

removido mediante el lavado de las perforaciones, hasta lograr recuperar la capacidad

de flujo original. La formación hace un lavado automático cuando se cañonea con un

diferencial de presión a favor de la formación, aunque, en pruebas de núcleo Berea se

ha demostrado que la región compactada después del cañoneo permanece con una

reducción sustancial de permeabilidad con respecto a la zona, sin daño. FIGURA 23-24

FIGURA Nº 23 - 24 Lavado de las Perforaciones


EFECTO DE LA PRESIÓN HIDROSTÁTICA EN EL POZO

Un hueco recién perforado esta obstruido por los residuos y restos de la formación. Por

otra parte, al perforarse el hueco se forma una zona compactada, cuya permeabilidad

es de un 15 a 20 % de la original. Esta zona alterada rodea al hueco en toda su

longitud. Para llevar el orificio a su productividad máxima es necesario limpiarlo d losrestos que contiene y disminuir la zona alterada que lo aísla de la formación. Para una

carga bien diseñada, cuando al momento de cañonear la presión de la formación

excede de 425 lpc. Aproximadamente, la presión hidrostática. En ese caso los residuos



son extraídos del agujero y parte de la zona compactada se derrumba, agrandándose el

diámetro del mismo y disminuyendo el espesor de la zona compactada. El resultado

final puede ser un hueco limpio, de mayor diámetro que el primitivo, y bien comunicado

con la formación inalterada.

EFECTO DEL FLUIDO UTILIZADO

Los lodos de perforación han sido preparados para tapar y aislar. Si el pozo esta lleno

de lodo, la presión hidrostática es superior a la de formación y en el momento del

disparo, al mismo tiempo que el filtrado penetra en la formación, el hueco se tapa con

sólidos y revoque, siendo prácticamente imposible limpiarlo luego, cualquiera sea la

presión diferencial aplicada. Por esta razón es imprescindible el uso de agua o petróleoexentos de sólidos, que no producen ningún daño durante el cañoneo de un pozo.

EFECTOS DE DAÑO O FACTOR SUPERFICIAL

El daño total o factor superficial total de un pozo lo constituye cualquier restricción del

flujo en la vecindad del pozo. Usualmente, el daño total se puede clasificar en tres

casos:

El daño a la formación (sf).

El efecto del cañoneo (sc).

El efecto de completación parcial (scp).

DAÑO A LA FORMACIÓN (sf)

Es el daño causado durante las operaciones de perforación, completación,

reacondicionamiento, producción o inyección. Los movimientos de fluidos hacia fuera o

hacia adentro de la formación pueden crear daño que afectan los canales de flujo,

específicamente los tipos de daño por sólidos de cemento, prelavado, residuos de

carga durante el cañoneo, sólidos de fluidos de completación, bloques de emulsión,

precipitados de acidificaciones, residuos de material de fractura, parafinas, asfalto,



costras y otros sólidos. El cañoneo contribuye como un componente del daño total que

es detectado en las pruebas de restauración de presión. Este valor comprende el

verdadero daño de la formación y los pseudos- danos reflejados por el cañoneo, el flujo

turbulento y la completación parcial del pozo. El pseudo-daño por cañoneo es debido al

cañoneo parcial. El cañoneo parcial se utiliza para evitar que el gas o el agua se

conifique. Es decir, la perforación de la arena objetivo, depende los contactos gas-

petróleo y/o agua-petróleo. FIGURA 25

FIGURA Nº 25 Daño a la Formación


EFECTO DE CAÑONEO (sc)

El patrón de cañoneo y la penetración afectan la productividad de un pozo, al penetrar

el chorro a la formación se produce desplazamiento y compactación de la formación, en

la cercanía de la zona cañoneada, lo cual altera la permeabilidad original de esa zona.

El daño puede comprender tres elementos: una zona triturada, la migración de las

partículas finas de la formación y la presencia de detritos dentro de los túneles dedisparos. La cavidad creada por el cañoneo, se llena de material de la formación y de

resto de polvo pulverizado. Este material es usualmente removido, mediante el lavado

de las perforaciones, hasta lograr recuperar la capacidad de flujo original.



Otro factor efectivo en el lavado de las perforaciones es el cañonear con un diferencial

de presión, a favor de la formación. Sin embargo, en pruebas con núcleos de berea se

ha demostrado que, aún así la región compactada, después del cañoneo, permanece

con una reducción substancial de permeabilidad con respecto a un núcleo de berea, sin

daño En resumen, las perforaciones deben dejarse fluir hasta obtener una capacidad de

flujo máximo. Por lo tanto, si se intenta lavar las perforaciones antes de que esto

ocurra, las partículas finas pueden taponar los poros. Idealmente, después del

cañoneo, la formación debe ponerse a producir y luego proceder al período de limpieza

de las perforaciones con fluido limpio. FIGURA 26

FIGURA Nº 26 Efecto del Cañoneo


EFECTO DE CAÑONEO PARCIAL

El cañoneo parcial es común para evitar que el gas o el agua se conifique. Es decir, laperforación de la parte media superior o inferior de la arena objetivo, depende en gran

parte de los contactos gas-petróleo y/o agua-petróleo.



DAÑO DE FORMACIÓN

El cañoneo contribuye como un componente del daño total que es detectado en las

pruebas de restauración de presión. Este valor comprende el verdadero daño de la

formación y los pseudos- danos reflejados por el cañoneo, el flujo turbulento y la

completación parcial del pozo. El pseudo-daño por cañoneo es debido al cañoneo

parcial. El cañoneo parcial se utiliza para evitar que el gas o el agua se conifique. Es

decir, la perforación de la arena objetivo, depende los contactos gas-petróleo y/o agua-

petróleo. FIGURA 27.

FIGURA Nº 27 Daño de Formación


PSEUDODAÑO

No todas las restricciones al flujo de hidrocarburos hacia el pozo son causadas por daño de formación. Por lo tanto para identificar el daño de formación es necesario un

análisis de todo el sistema de flujo, dado que la turbulencia, el cañoneo y la penetración

parcial, pueden todos originar restricciones al flujo y por lo tanto reducir la



productividad. Todas estas causas reciben la calificación de pseudodaño porque

aunque inhiben el flujo, no reducen el tamaño del poro o la permeabilidad. El sistema a

analizarse consiste de la formación no dañada, la zona dañada, el revestidor y el hoyo.

El daño se determina a partir de análisis de pruebas de presión (restauración o

declinación), de las cuales se determina el efecto de daño. Cuando existe pseudodañó,

el efecto de daño real de formación, los componentes de los tipos de pseudodaños, que

son parte de la completación particular.

Donde

No todo el daño indicado por el factor total de daño puede eliminarse en la práctica. Por

ejemplo, un pozo puede ser completado parcialmente en un yacimiento que tiene

problemas de conificación de gas y/o agua, el factor de daño pudiera tener un valor

apreciablemente alto. Si se perforan mas intervalos se reduciría el factor de daño total y

se incrementaría su productividad. Sin embargo, el intervalo adicional abierto

probablemente favorecería a la conificación con los problemas consiguientes de

excesiva RGP o producción de agua. Cuando se tiene un pozo con un factor de daño

positivó alto, podría darse el caso que los factores de pseudodañó pueden enmascarar

el daño verdadero de formación. Si no se realiza un análisis de pseudodañó puede que

se someta el pozo a un tratamiento innecesario.

REDUCCIÓN DEL DAÑO CAUSADO POR EL CAÑONEO

Anteriormente, los disparos se realizaban con lodos o fluidos de alta densidad en

condiciones de presión balanceada o de sobrepresión. Hoy en día, es más común

utilizar el desbalance para minimizar o eliminar el daño causado por los disparos.

ScaScpSt Sdf Stotal +++=

canoneo por danode factor Sca

parcial oncompletaci por danode factor Scp

aturbulenci por danode factor St formaciondedanodereal factor Sdf

⋅⋅⋅⋅=

⋅⋅⋅⋅⋅=

⋅⋅⋅⋅=

⋅⋅⋅⋅⋅=

FORMULA Nº 2



FIGURA 28. Los términos desbalance (o presión inversa), balanceada, sobrepresión y

sobrepresión extrema se refieren a las diferencias de presión entre el hueco y el

yacimiento antes de disparar. Existe un desbalance cuando la presión dentro del pozo

es menor que la presión de la formación, en cambio, cuando ambas presiones son

equivalentes se describe como condiciones de presión balanceada. La sobrepresión

ocurre cuando la presión del pozo es superior a la presión del yacimiento.

Sobrepresión extrema significa que la presión del pozo excede en gran

medida la resistencia de la roca, lo cual produce la iniciación de una fractura

o el quiebre de la presión.

FIGURA Nº 28 Daño causado por Cañoneo


Se cree que la magnitud y duración de la oleada inicial de presión

determinan la limpieza del daño de la zona triturada. El flujo instantáneo

minimiza la invasión del fluido, afloja la roca dañada y barre los detritos de

roca que se encuentran en los túneles de los disparos. Cuánto se afloja el

material depende principalmente de la magnitud del desbalance. Los

desbalances de presión necesarios para lograr una limpieza efectiva de los

disparos y reducir el daño de la permeabilidad se han cuantificado mediante

pruebas de un solo disparo y pruebas de flujo que proporcionan una

comprensión básica del mecanismo de reducción del daño. Inmediatamente



después de disparar en condiciones de desbalance, se produce una

descompresión instantánea de los fluidos del yacimiento alrededor del

disparo. En este momento, las fuerzas dinámicas—diferencial de presión y

arrastre—que reducen el daño de la permeabilidad erosionando y

removiendo los granos de la formación fracturada de las paredes de los

túneles son más pronunciadas.

El diferencial de presión necesario para crear orificios limpios y efectivos

depende de la permeabilidad, la porosidad y la resistencia de la roca además

del tipo y el tamaño de la carga. Por ejemplo, las cargas de penetración

profunda causan menos daño que las cargas que producen grandes orificios.

El disparo en condiciones de desbalance ha evolucionado como resultado de las

investigaciones realizadas con el fin de pronosticar el diferencial de presión para

minimizar el daño provocado por los disparos. Sin embargo, se debe evaluar la

probabilidad de que exista producción de arena, el colapso del revestidor, los

movimientos del cañón y el aprisionamiento de las herramientas, con respecto a los

beneficios potenciales. Los lineamientos del diseño incluyen el desbalance mínimo de

presión necesario para la limpieza del disparo, el desbalance de presión máximo para

evitar el arenamiento y los colchones de fluido (una columna de gas o de líquido) o

anclajes mecánicos para minimizar el movimiento de la herramienta. GRAFICO 1.



CONSIDERACIONES GENERALES SOBRE CAÑONEOSe tienen que considerar otras condiciones; tales como densidad de perforación, costo,

limitaciones en cuanto a presiones y temperaturas de los cañones; la necesidad de

control de pozos, daños al revestimiento y al cemento, residuos o desperdicios del

cañón, control de la holgura o aislamiento del cañón, mediciones de la profundidad y la

necesidad de orientar el cañón.

DENSIDAD DE LA PERFORACIÓN Generalmente serán suficientes cuatro o seis disparos por pie.

En los pozos que van a ser fracturados generalmente es conveniente un disparo

por pie o menos.

Es preferible un mínimo de perforaciones cuando se trata de consolidación de

arena.

Cuando se trata de productores de altos volúmenes de gas o petróleo, se debe

calcular la densidad para permitir el flujo deseado.

Una densidad de muchos disparos, cuatro disparos por pie, o más, tiende a dejar

el revestimiento en una condición dañada. Además, el cemento que queda por

detrás del tubo esta tan destrozado que podrían presentarse muchas dificultades

en la cementación forzada para sellar el agua o el gas indeseables de las zonas

productoras.

COSTOS



Los precios del cañón varían de un lugar a otro; sin embargo, una densidad de

perforación reducida generalmente resulta en una reducción de costos.

Los cañones que disparan a selección pueden ahorrar mucho tiempo del trabajo

cuando las zonas productoras están separadas por varias zonas productoras.

Los cañones por tubería (Through Tubing) pueden frecuentemente contribuir al

ahorro de tiempo de trabajo si la tubería se pasa con los extremos abiertos y se

coloca por encima de la zona a ser cañoneada. En los pozos nuevos, la tubería

generalmente se coloca a las pocas horas de haber bombeado el tapón superior

de cemento. El cañón a través de la tubería se efectúa a veces sin equipo deperforación en el pozo.

CONTROL DEL POZO

Los pozos de baja presión pueden cañonearse con petróleo o agua en el

revestimiento con muy poco control desde la superficie.

Los pozos con presión normal pueden cañonearse con petróleo o agua en el

hueco, con cañones a través de la tubería utilizando un control convencional

sobre el cabezote.

Los pozos con presiones normalmente altas pueden cañonearse con petróleo o

agua salada en el hueco, con cañones a través de la tubería, utilizando un

control especial de alta presión sobre el cabezote con clasificaciones de presión

de operación por encima de 10.000 psi.

DAÑOS AL REVESTIMIENTO Y AL CEMENTO



Los cañones de chorro de portador de hueco generalmente absorben el exceso

de energía de la detonación de la carga y evitan que se parta el revestimiento y

que se agriete demasiado el cemento.

Los cañones a chorro con cargas expuestas, tales como los cañones STRIP o

tipo de cápsula, son los que pueden ocasionar deformaciones, hendeduras y

rupturas del revestimiento. El peso de la carga de pólvora, el grado de sostén del

revestimiento con cemento, la densidad de la perforación, el DI del revestimiento

y la “masa” del revestimiento son todos factores que afectan las hendiduras del

revestimiento cuando se usan cargas de chorro expuestas. La “resistencia de la

masa” (Mass Strength) del revestimiento ha sido definida como el producto depeso/pies y resistencia al punto cedente.

Cuando se usan los cañones de bala convencionales ocurre muy poco daño al

tubo.

Se observa alguna reducción en la resistencia al colapso del revestimiento a

medida que el número de perforaciones por pie aumenta. Si se colocan todas las

perforaciones a un espacio de 0°, se reduce aun más la resistencia al colapso

del revestimiento.

CONTROL DE LA HOLGURA O AISLAMIENTO DEL CAÑÓN

Generalmente no hay problemas con los cañones de chorro con portador hueco

convencionales, o con los cañones a bala.

Si hay demasiada holgura para el cañón, puede ocurrir una penetración

inadecuada y un tamaño de hueco inadecuado cuando se usan cañones que

atraviesan la tubería.



Los swing-jets pueden contribuir a aliviar el problema de la holgura.

Frecuentemente se logra un control de la holgura utilizando cañones desviados

con resortes (spring – deflected guns), imanes y otros métodos.

a) Una holgura de cero o media pulgada para los cañones de chorro, permitirá

un máximo de penetración y de tamaño del hueco, dependiendo de la carga y

el diseño del cañón.

b) Cuando el DI del revestimiento es menor de 2” y mayor que el DE (OD) del

cañón, se obtendrá un rendimiento satisfactorio si se centraliza el cañón.

consideraciones generales del caoneo

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