drill stemtest (prubas de formacion d.s.t.)
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Pruebas de Formación
Drill StemTest (DST)
Un DST es un procedimiento para realizar pruebas en la formación a través de la tubería de perforación, el cual permite registrar la presión y temperatura de fondo y evaluar parámetros fundamentales para la caracterización adecuada del yacimiento. También se obtienen muestras de los fluidos presentes a condiciones de superficie, fondo y a diferentes profundidades para la determinación de sus propiedades; dicha información se cuantifica y se utiliza en diferentes estudios para minimizar el daño ocasionado por el fluido de perforación a pozos exploratorios o de avanzada, aunque también pueden realizarse en pozos de desarrollo para estimación de reservas.
CONCEPTO:
Drill StemTest (DST)
OBJETIVO: A medida que la perforación de un pozo progresa es esencial conocer y asegurarse de la presencia de fluidos en las formaciones que se atraviesan y por otra parte tener una idea lo mas precisa del caudal potencial de los almacenes y su presión estática.
La presencia de petróleo o gas en un horizonte, durante la perforación, puede dar lugar a distintas actuaciones que afectan a marcha del pozo, como:
Tomar testigo
Controlar las propiedades del lodo de perforación
Entubar
DST
Dado que las SPE, testigos, etc. no dan una idea precisa de las características de los fluidos encerrados en la formación atravesada, la puesta en producción de esta, (DST), durante un periodo corto de tiempo a través de la varillas del tren de perforación es la operación mas conveniente por su rapidez y economía.
Drill StemTest (DST)
El fin de un DST es permitir fluir a los fluidos contenidos en la formación ensayada hacia las varillas de perforación y de estas a superficie en un periodo de tiempo corto y poder con ello determinar la naturaleza de los fluidos contenidos en el almacén y las características esenciales del mismo, en condiciones dinámicas:
Naturaleza de los fluidos de formación
Productividad
Permeabilidad del almacén
Presión y temperatura de la formación
La ventaja de estos ensayos es:
Evaluación del pozo rápida
No se necesitan medios convencionales de puesta en producción largos y caros
Conocimiento anticipado del proceso de producción que mejor se adaptara a la producción final
Drill StemTest (DST)DST en fase exploratoria:
Probar la presencia de hidrocarburos
Determinar el tipo de fluido en el almacén, presión, temperatura, permeabilidad,daño en la formación, índice de productividad, heterogeneidades.
DST en pozos delimitados
Confirmar la existencia de almacén y la presencia de hidrocarburos
Muestreo selectivo de los fluidos presentes en el almacén, permeabilidad,daño, IP, heterogeneidades,fallas, barreras, mecanismos de producción, etc.
DST en desarrollo y explotación:
Confirmar permeabilidad, índice de producción, evaluar la eficacia de la completación, comprobar con el paso del tiempo la productividad del pozo, el daño y la presión
Drill StemTest (DST)
TIPOS DE DST:
Clásico: mide la presión existente en una formación atravesada por un pozo y permite fluir de ella los fluidos que contiene en un periodo de tiempo corto.
MFE ( Multi Flow Evaluator) permite realizar varios cierres y aperturas en el curso del ensayo.
Interferencia: la presión de una formación reconocida por un pozo determinado se mide desde un pozo distinto llamado pozo de observación, a fin de ver la influencia de este en el pozo observado.
Prueba de Intervalo de Formacion: mide la presión en un punto de la formación y permite, a su vez, obtener una muestra de fluido de la formación, en el curso de los registros de digrafías eléctricas.
Drill StemTest (DST)
Cuando se procede a realizar un DST durante la perforación ?
Cuando hay indicios en los “recortes”
Avances rápidos indicando zonas de posible porosidad
Testigo impregnado de hidrocarburos
Presencia de petróleo o gas en el lodo de perforación
Perdidas o ganancias de lodo
Examen de SPE
Ensayos sistemáticos
Drill StemTest (DST)METODOS GENERALES DE ENSAYOS:
En pozo entubado, a través de perforaciones
En pozo abierto
Bajando a medida que se avanza en la perforación
Ventajas:
Rapidez y economía en cuanto a la duración del ensayo
Contaminación mínima de la formación
Seguridad de origen de los fluidos
Desventajas:
-Relantización de la perforación
-Posibilidad de instrumentación y posible abandono del pozo
-No tener resultados satisfactorios
Drill StemTest (DST)
METODOS GENERALES DE ENSAYOS (Continuación.)
Después de acabar la perforación y entubación:
Ventajas:
Alcanzar la profundidad final prevista
No limitar la duración de la prueba
Posibilidad de estimulación
Inconvenientes:
Precio más elevado
Interferencia de diferentes capas productoras
Straddle test:
Este tipo de ensayo consiste en probar una capa aislándola mediante el uso de dos “packer” situándoles al techo y base de la capa.
Drill StemTest (DST)PREPARACION DEL DST:
Debe evitarse.
Perdidas de tiempo
Resultados poco interpretables
Instrumentaciones
Su realización necesita la colaboración de:
geólogo de subsuelo
Marca los horizontes a ensayar y fija su posición
Productor
Establece los tiempos de registros e interpreta los resultados
Perforador
Decide si la prueba es realizable según el estado del pozo
Garantiza la buena ejecución de la prueba
Drill StemTest (DST)
CONSIDERACIONES ANTES DE UN DST:
Características geológicas de la formación a ensayar (cotas, nivel estratigráfico,indicios,etc.)
Características técnicas del pozo (profundidad final,entubaciones, tipo de lodo,etc.)
Razones para realizar o no el ensayo
Elección del método (en pozo abierto, straddle packer test,anclado en tubería,etc.)
Profundidad máxima
Altura a testar. Limite máximo según calidad de los terrenos del pozo y mínimo necesario para poder disponer los registros y válvulas bajo el “packer”
Elección de la zona de anclaje del “packer”
Drill StemTest (DST)PRICIPIO DE LA OPERACIÓN:
Durante la perforación el lodo, entre otros, tiene los fines de:
Evitar caídas de las paredes del pozo
Evitar venidas de los fluidos contenidos en las formaciones atravesadas por el pozo
El DST permite:
La comunicación directa entre la zona ensayada y las varillas de perforación
La disminución de la presión ejercida por el lodo contra la formación y el desplazamiento de sus fluidos hacia el pozo
Mantener la presión del lodo sobre las formaciones no ensayadas evitando su desmoronamiento
Un DST en pozo abierto (OH) se podría considerar como una completación temporal.
Drill StemTest (DST)¿Cómo debe ser la columna para poder realizar un DST?
Llevar en su parte inferior una válvula “tester valve” dirigida desde superficie.Se baja cerrada.
Llevar una pieza de estanqueidad “packer”. Se sitúa al techo de la zona a ensayar. Divide al pozo entres zonas de presión diferente cuando se ancla.
El interior de las varillas estan vacías o con un “colchon” de fluido
El espacio anular encima del “packer” a la presión hidrostática dada por el lodo
El espacio sub “packer”
La comunicación entre formación ensayada y varillas se hace al abrir la “tester valve”. La formación entonces se descomprime bruscamente, esta descompresión permite y favorece el descolmatado de la formación y el flujo de fluidos hacia las varillas, si los tiene la formación.
Una vez tomadas las muestras de los fluidos producidos se cierra la “tester valve” y se mide la presión de formación.
Una vez acabado el DST se procede al arranque del “packer”y subida de la “sarta”
Drill StemTest (DST) DST
DESCRIPCION DE UNA “SARTA” DE DST:
- Zapata de anclaje
-registros de presión de fondo
-Varillas perforadas, para permitir la entrada de fluidos
- “Packer”
- Junta de seguridad “safety joint”. Permite en caso de acuñamiento del “packer” soltar la “sarta” y subir con todos los útiles sin “packer”
- Una herramienta “jar”destinado a facilitar el arranque del “packer” en caso de agarre.
- Válvula de igualación la cual permite igualar las presiones de una parte y otra del “packer” para facilitar su arranque.
- “Tester valve”
- Un registro de presión en las varillas.
- Válvula de cierre que se desciende abierta y se puede cerrar en curso del ensayo
Drill StemTest (DST)
DESCRIPCION DE UNA “SARTA” DE DST (Cont.):
- Una “dusa” calibrada para control del caudal de la formación
- Una válvula de apertura del tester
- Válvula de circulación inversa que permita comunicar el espacio anular con el interior de las varillas por encima de la válvula de cierre, que permite la recogida de los fluidos producidos y retenidos dentro de las varillas.
- Tren de varillas (DC y DP)
- Cabeza de control debajo de la mesa de rotación
- Instalaciones de superficie: Separadores, antorcha
Drill StemTest (DST)
ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO:
1.- Descenso del tren de test
2.-Anclado de “packer”, el peso necesario dado por la “sarta” cierra la válvula de igualación y abre la válvula de retención. La capa fluye en las varillas hasta la válvula de cierre/apertura. La presión puede alcanzar la de formación si se mantiene tiempo suficiente.
3.- Periodo de flujo. Se abre la válvula de apertura. La formación fluye por las varillas.
4.- Toma de presión final.Se cierra la válvula de cierre.
5.- Apertura de la válvula de igualación. Se igualan presiones a un lado y otro del “parker”
6.- Desanclado del “packer
7.- Abrir la válvula de circulación. Recogida de fluidos por circulación inversa
8.- Subir el tren de test
Drill StemTest (DST)
Drill StemTest (DST)Ejemplo de Packer
Drill StemTest (DST)Multi-flow Evaluator, MFE
Drill StemTest (DST)
TAMPON:
De agua u otro fluido, su función es:
Contrarresta las presiones existentes durante el anclaje y la posterior puesta en producción
Diminuye el peso de apoyo sobre la columna de test.
Disminuye las perturbaciones de las interfases de los fluidos en los periodos de flujo
Diminuye el riesgo de aplastamiento de las varillas
Su inconveniente es que la presión que ejerce dificulte en la producción de la capa si su presión es baja.
Drill StemTest (DST)
INFORMACION DE LOS FLUIDOS:
Si fluye en superficie
Se toman medidas de caudal con distintos “choke” (diámetros de producción)
Se determina la relación gas/petróleo y agua al pasar por el separador de superficie.
Si no fluye
Estudiar los fluidos recogidos en las varillas
La cámara de muestra (Sampler recovery), permite tomar una muestra de fluidos del fondo del pozo (2750 cc), al final del flujo. La muestra se sube a superficie en las condiciones de presión y temperatura de donde se tomo y ello permite determinar:
Relación gas/petróleo, Densidad, Temperatura del almacén, Presión del almacén, etc.
Drill StemTest (DST)PREVISIONES EN EL DESARROLLO DE LA PRUEBA:
1.- Duración de los tiempos de flujo
OH (pozo abierto) en función estabilidad del pozo
Con Casing no hay tiempo limitativo por la estabilidad del pozo
2.- Duración de las tomas de presión
La toma de presión se suele hacer:
Antes del primer flujo, mide la presión inicial
Después del primer flujo se mide la presión virgen de la formación (PV)
Después de cada periodo de flujo siguiente, se registra la subida de presión a fin de calcular la presión estática de la formación ensayada (PF)
La presión sube en función de la permeabilidad de la formación testada.
El tiempo normalmente empleado para la medida de las presiones suele ser de 20 a 40 minutos.
La duración de un DST esta ligada al estado del pozo
Drill StemTest (DST)
Drill StemTest (DST)
Drill StemTest (DST)Formation Intreval Tester. FIT
Drill StemTest (DST)
Drill StemTest (DST)
Drill StemTest (DST)
El método permite.
1.- Determinar la presión del almacén
2.- Determinar el daño de formación
3.- Calcular los parámetros del almacén
4.- Tener una muestra no contaminada de los fluidos de formación
5.- Determinación del GOR
6.- Detección de producción de agua
Drill StemTest (DST)
Al inicio del DST las variaciones de la presión registrada refleja las propiedades del almacén alrededor del pozo. Pero a medida que aumenta la duración de la prueba es posible investigar regiones mas lejanas del almacén.
Durante y después del DST es posible determinar parámetros como:
Transmisibilidad
La permeabilidad efectiva del almacén
El daño “Estimated Damage Ratio” (EDR)
La altura potenciometrica
El Indice de Productividad
Heterogeneidades del almacén
Barreras de permeabilidad
Drill StemTest (DST)
Producción de agua
Un problema importante cuando en un DST se recupera agua es determinar si dicho agua procede de la zona ensayada o no. El análisis de muestra de fondo extraída en DST nos permite precisar si dicha agua es de filtrado o de formación o proviene de otra fuente cualquiera. Es muy frecuente que se recupere agua en el DP y no en la cámara de muestra, en este caso es muy probable que la formación no produzca agua.
Es entonces cuando la muestra recogida en la cámara de muestreo ayuda a discernir sobre el origen de las “otras” aguas que han podido ser recuperadas, por ser esta última una muestra no contaminada
Los datos suministrados directamente por el Datos del DST son:
Caudal en superficie Q (BBl/dia)
Muestra de fondo (GOR, API, Viscosidad)
Presencia de agua (Determinación de la salinidad y Resistividad, % de agua)
Valores de la presión inicial y final de los periodos de flujo
Presión máxima del almacén presión Virgen estabilizada o extrapolada (*)
Temperatura del almacén
Valor de la pendiente de subida de presión en un diagrama P, log (T+t) / t
(*) El método de Horner es adecuado para la determinación de la subida de presión (buildup)
O sea el plot Pf & log (T+t)/t donde T es la suma de todos los tiempos de flujo precedentes al builup que va a ser estudiado
Drill StemTest (DST)
Drill StemTest (DST)
t Tv+t Tv+t/t PV(Kg/cm2) t T+t1 T+t1/t1Pu(Kg/cm2
Tv= 2 T=18
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
5
8
11
14
17
20
23
26
29
32
1,667
1,333
1,222
1,160
1,130
1,110
1,090
1,080
1,070
1,060
155,90
159,79
161,18
161,53
162,85
163,34
163,69
166,89
164,10
164,31
PV= P0-162,6 QuBkh
Log (Tv+t/t)
1
2
3
18
19
20
19
10
31,23
113,51
129,22
Drill StemTest
Durante la perforación, el fluido es bombeado a través del drill stem (derecha) y fuera de la mecha, por lo tanto, en un DST, el fluido proveniente de la formación es recolectado a través del drill stem mientras se realizan medidas de presiones.
Drill StemTest (DST)
CALCULOS POR BUILDUP
Transmisibilidad
162,6 Q / M
Permeabilidad, k
545 u B / h
Estimated Damage Ratio, EDR
( Po- Pf) / M (log T +2,65)
Productivity Index, PI
Q / (Po- Pf)
DATOS DE PARTIDA
Po= Presión almacén psi
Pf= Presión final flujo psi
M= PSI/ciclo
u= Viscosidad (cp)
k= Permeabilidad (md)
h=Altura almacén probado en pies
B= Factor Volumetrico
BHT= ºF
Q= Caudal BBL/día
T=Tiempo de flujo anterior al buildup
Drill StemTest (DST)Po
M1
La variación en pendiente de la linea P, log (T+0) / 0
indica heterogeneidades o discontinuidades en el
almacén
Efecto de la temperatura: Para permeabilidades bajas (aproximadamente 0,2 md/ft), el efecto de la temperatura provoca un incremento constante de la presión al final de cada período de cierre. Para formaciones de alta permeabilidad, el cambio de la presión resultante, debido al efecto de la temperatura, es despreciable ya que el líquido puede fluir dentro o fuera de la formación. Si la variación de temperatura es alta (> 1°C) el efecto de ésta podría ser más importante.
Drill StemTest
Efecto de la prueba previa de presión (pretest): Para presiones altas, la respuesta de la presión de cierre en ambos períodos se incrementa. La variación entre las respuestas se reduce en el segundo período de cierre y a medida que la presión del pretest se acerca a la presión estática de la formación, el efecto del pretest en el DST es muy pequeño.
Drill StemTest
Índice de productividad y daño:Se pueden obtener dos valores de IP a partir de pruebas DST. El primero proviene del periodo de flujo y es determinado mediante la cantidad de líquido recobrado, el tiempo de flujo y la diferencia entre la presión de flujo y la presión de la formación. El segundo valor proviene del análisis del final de la curva de cierre. La diferencia entre los dos valores de IP indica el grado de daño a la formación. Este daño es comúnmente causado por el filtrado de lodo en la cara de la formación.
Drill StemTest
Presencia de barreras (fallas,FISURAS,cambios de permeabilidad, etc.) :En principio, la detección de cambios en la transmisibilidad (K.h/μ) en las cercanías del pozo puede ser determinado mediante el estudio de las pruebas de Build-up. Pero cuando las condiciones de la formación son favorables, las pruebas DST pueden ser analizadas para estimar la presencia de barreras.
Drill StemTest
Método de campo para el calculo de la relación de daño:Aunque existen métodos más precisos para su determinación, la relación de daño se puede determinar inmediatamente después de culminada la prueba DST mediante el uso de la siguiente ecuación empírica:
D.R = 0,183* Ps - Pf
∆P
Drill StemTest (DST)
GRACIAS POR SU ATENCIÓN…!!!