Análisis de Ingenería Avanzada.
Análisis de un pozo inyector en aguas profundas considerando el incremento de presión de los fluidos confinados en los espacios anulares a condiciones de producción de aceite ligero.
Petrobras Escritorio de projetos de Perfuração de Poços.
Unidade de Perfuração de Poços, Vitoria, Espirito Santo 2014
Caso de Estudio:
Desarrollo de Proyecto Parque de las Ballenas, para el FPSO P58.
Análisis de un pozo inyector en aguas profundas considerando el incremento de presión de los fluidos confinados en los espacios anulares a condiciones de producción de aceite ligero. El caso en estudio se llevó a cabo debido al gran potencial de aceite encontrado durante su construcción como inyector. Todas las cargas y factores de diseño fueron hechas para un pozo inyector de agua en el diseño original.
El objetivo del estudio es analizar diseños hechos por Halliburton y Schlumberger quienes no tenían la capacidad de integrar más variables en sus simuladores. El estudio se realizó utilizando una ecuación de transferencia de calor en estado transitorio y los perfiles temperatura del fluido a condiciones de circulación al momento de terminar la cementación. El articulo está publicado en la comunidad internacional de matemáticas de SLB en Brasil y La ecuación desarrollada para este caso es la siguiente:
Projecto P58 PDF Projecto Mathematics PDF
Referencia Articulo.
A través de diferentes modelos de flujo multifásico se determinaron los perfiles de producción y por lo tanto los perfiles de temperatura en el pozo a condición estacionaria con pico de agua y aceite, siendo estos dos escenarios los más críticos. Por lo tanto, se obtuvieron los siguientes perfiles de temperatura en cada espacio anular del pozo.
En este caso, se debe considerar que la ventana de operación del pozo tiene un espacio mu estrecho entre la presión de poro y fractura. Por lo tanto, la limitante era llevar el tope del cemento a superficie y por otro lado, los requerimiento de integridad del pozo dictaban cubrir de cemento arriba de una arena con gas pro lo menos 100 metros de puro cemento provocando que el cemento estuviera arriba de la zapata del revestidor de 10.75”.
Finalmente se llevaron a cabo los cálculos de expansión de los fluidos confiados en el anular B y del fluido de terminación del anular A, salmuera de 10.5 ppg.
Las consideraciones del diseño de los revestidores son:
- No existe deformación en el cuerpo de los revestidores, por lo tanto el sistema es rígido y el incremento de la presión no tiene interferencia del siguiente anular.
- Fluido Base Agua (Espaciador de la cementación) y Fluido de perforación base aceite sintético se encuentran en el espacio anular.
- Perfiles de temperatura a condiciones estáticos fueron tomados de la compañía de fluidos. Perfiles Estáticos de Densidad. Expansión Térmica y Compresibilidad para los fluidos en particular.
Finalmente el estudio concluye con la determinación de los valores de presión debido al paso del hidrocarburo a lo largo del aparejo de producción y su efecto en los anulares A, B y C.
En el Caso 1 Anular A con 1300 m of OBM 11ppg y 900 m de Espaciador base Agua de 11.5 ppg.
El volumen Inicial del espacio anular fue de 258.61 bbl al final de la cementación del revestidor. Una vez que el pozo se terminó y puso en producción a condiciones estáticas de producción, el volumen en el espacio anular incrementó 4.8 bbl. Incrementando la presión a 5250 Psi.
En el Caso 2, Anular con 1300 m de OBM 9.4 ppg, 900 m de Espaciador base agua de 11 ppg
El volumen Inicial del espacio anular fue de 345.8 bbl al final de la cementación del revestidor. Una vez que el pozo se terminó y puso en producción a condiciones estáticas de producción, el volumen en el espacio anular incrementó 6.4 bbl. Incrementando la presión a 5050 Psi.
El diseño de la tubería de revestimiento se utiliza en el simulador para poder calcular las cargas máximas de APB como se muestra en la figura siguiente, Caso 2.
“ZONA GRIS DEL PROYECTO”
Las ventajas del siguiente análisis fueron las siguientes:
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Resultados
Petrobras acepto como estándar la metodología de diseño por considerar la temperatura final de circulación al final de la cementación como Volumen inicial entrampado en el anular una vez instalado el Pack off del cabezal.
El cálculo es más exacto dado que utiliza más variables que los simuladores. Por lo tanto existen datos específicos que no son supuestos o generalizados como en el simulador.
Petrobras utiliza un pozo dimensionado para ser inyector para ser productor de aceite con producción de 38 mil barriles por día.
El estudio y diseño del pozo fueron merecedores a un reconocimiento por Parte de Schlumberger y Petrobras.
![<h3 id='xxx'>DESCRIPCIÓN 1</h3><br><h3 id='xxx'> ''Volume e Temperatura Inicial do Fluido.
A condição inicial de volume; Vo , e temperatura; To, é a condição que os fluidos trapeados têm no espaço anular ao final da cimentação do revestimento e instalação do pack off [1] e [7]
1) se mantén igual quando T < To,
2) aumentará até Vf quando T > To .
Installed Load is determined using a cementing temperature correlation from Kutasov, I.M., and Taighi, A.K., “Better Deep-hole BHCT Estimations Possible”
''</h3>](https://wincify.com/alfra/demo12/demo9/assets/images/graf111.png)
