1. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
TÉCNICAS DE
CONTROL DE ARENA
2. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Mecanismos de producción de arena:
Movimiento de granos
Movimiento de arena en zonas alejadas de la cara de la
formación
Movimiento de masas
Movimiento de arena en pequeñas masas en zonas
cercanas a la cara de la formación (obstrucción a nivel
de las perforaciones
Fluidización masiva
Movimiento masivo de arena la cual genera erosión
3. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Consecuencias de la producción de arena:
Acumulación en los equipos de superficie
Arenamiento del hoyo que reduce o impide la producción
efectiva del pozo
Erosión de los equipos de fondo y superficie
Colapso de la formación por socavaciones
Reducción de la permeabilidad en la vecindad del pozo
Causas de la producción de arena
Falta de compactación y cementaciòn entre los granos de
arena
Factores geológicos y geográficos
Flujo multifásico
Altas tasas de flujo
Efectos térmicos
4. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Muestra de acumulación de arena
5. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Criterios de Selección
Identificada la necesidad del pozo, para la aplicabilidad de un Método de
exclusión de arena, la misma debe hacerse considerando los siguientes
criterios:
Económico:
Considerar el costo inicial del tratamiento y este efecto sobre la
producción
Antecedentes históricos
Análisis de la vida productiva del yacimiento y del pozo
Aplicabilidad:
Grado de dificultad en la aplicación del tratamiento
Duración del servicio:
Estimación de producción libre de arena y de tasa de frecuencia
para la repetición del tratamiento
6. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Métodos para el Control de Arena
Control de la tasa de flujo
Combinados (químicos y mecánicos)
Mecánicos
Químicos
Control de arena – Métodos Mecánicos
Forro ranurado o rejilla sin empaque con grava.
Empaque con grava externo (hoyo desnudo).
Empaque con grava interno (hoyo revestido).
Empaque con grava a través de tubería de producción.
Rejillas Preempacadas.
7. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Control de Arena (Métodos Mecánicos)
Consideraciones generales:
Forro ranurado o rejilla sin empaque con grava
Ofrecen una vida productiva corta
Su taponamiento es muy factible
En hoyo abierto, en formaciones no consolidadas se puede
producir colapsamiento al producir el pozo
No es recomendable el uso de forro y rejilla sin empaque, ya
que el 10 % de la arena producida es menor que las aperturas
de la mayorìa de las rejillas comerciales
8. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Control de Arena (Métodos Mecánicos) Cont.
Empaque con grava externo (hoyo desnudo)
A hoyo desnudo la productividad es mayor que en hoyo
revestido, debido a una mayor área de flujo alrededor de la rejilla
Los pozos a hoyo desnudo producen por periodos mayores en
comparación con hoyo revestido (especialmente en pozos con
altas tasas y/o alta viscosidad)
En pozos con hoyo ampliado se puede colocar una mayor capa
de grava, incrementando el àrea de flujo en la vecindad del pozo
Recomendado en formaciones no/semiconsolidadas
9. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Control de Arena (Métodos Mecánicos) Cont.
Empaque con grava interno (hoyo revestido)
Existe un ahorro del tiempo de taladro
Permite completación en varias zonas
No requiere de un programa especial de perforación
Posibilidad de utilizar cuatro variables de este Método
• Empaque con grava convencional
• STIMPAC
• Empaque con alta tasa de agua
• PERFPAC
10. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Empaque con grava interno Empaque con grava
(hoyo revestido). externo (hoyo desnudo).
Forro
ranurado
o rejilla
Empaque
con grava
11. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Control de Arena (Métodos Mecánicos) Cont.
Empaque con grava a través de la tubería de producción
Permite instalar el control de arena en un pozo productor sin tener
que sacar la completación
Es necesario conocer las dimensiones del tubing y del casing, así
como las restricciones mínimas dentro del pozo
Recomendable en pozos de baja producción donde los costos
asociados al taladro sobrepasan el limite económico
12. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Control de Arena (Métodos Mecánicos) Cont.
Rejillas Pre-empacadas
Se utiliza grava o arena revestida de resina, como parte de la propia
rejilla.
Son diseñadas para su uso en aplicaciones de empaque con grava,
como un mecanismo de mayor seguridad en el caso que falle el
empaque.
Las aplicaciones de la rejilla pre-empacada incluyen cualquier
situación donde se espera encontrar dificultades en el empaque con
grava (Zonas largas, pozos muy desviados, formaciones estratificadas
heterogéneas y en pozos horinzontales largos).
13. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Rejillas Pre-empacadas
14. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Control de Arena (Métodos Químicos)
Consiste en utilizar quimicos y resinas inyectadas en
formaciones poco consolidadas para restituir el material
cementante de la matriz.
METODOS:
CONSOLIDACION PLASTICA.
CONSOLIDACION CON ALTA ENERGIA DE RESINA.
15. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Control de Arena (Métodos Químicos) Cont.
CONSOLIDACION PLASTICA:
Se bombea la resina dentro de la formación para recubrir los granos y
endurecerlos, incrementando la fuerza cohesiva de la formación cercana al
hoyo. (forma artificialmente una arena consolidada).
CONSIDERACIONES DE USO:
Buena cementacion primaria.
Densidad de cañoneo de 4tpp minimo.
Contar con sistemas limpios.
Realizar un preflujo de etapas multiples. (limpiar y abrir las perforaciones para
disolver o estabilizar las arcillas)
16. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Control de Arena (Métodos Químicos) Cont.
CONSOLIDACION PLASTICA.
VENTAJAS:
Aumenta la resistencia de la formacion.
Permite que el pozo quede completamente abierto.
Es apropiada para aplicaciones a traves de tuberias (tubing).
DESVENTAJAS:
Disminuye la permeabilidad de la formacion.
Dificultad para colocar los quimicos y la resina en la formacion.
No es eficientes en formaciones con cavernas.
Tienden a ser muy costosos.
No funcionan a largo plazo en grandes intervalos.
17. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Control de Arena (Métodos Químicos) Cont.
CONSOLIDACION CON ALTA ENERGIA DE RESINA
Detiene la producción de arena al inyectar grava recubierta con resinas
precurada en una formación, hasta formar una rejilla dejando la grava
recubierta con resina en las perforaciones y en el hoyo.
FRACTURACION DE GAS PROPULSOR.
CAÑONEO CON SOBREBALANCE.
FLUJO CON SOBREBALANCE.
SIGUIENTE
18. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Control de Arena (Métodos Químicos) Cont.
FRACTURAMIENTO CON GAS PROPULSOR
19. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Control de Arena (Métodos Químicos) Cont.
CAÑONEO CON SOBREBALANCE
20. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Control de Arena (Métodos Químicos) Cont.
FLUJO CON SOBREBALANCE
21. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
CONSOLIDACION CON ALTA ENERGIA DE RESINA
VENTAJAS
No requiere implemento de filtrado como rejilla.
La resina puede alcanzar una gran resistencia a los esfuerzos compresivos
con alta permeabilidad.
Puede emplearse en formaciones con cavernas o microfracturas.
DESVENTAJAS
No es recomendable para intervalos mayores de 20’.
Son sensibles a futuros tratamientos de acidificación.
Requiere taladro.
No es recomendable en pozos de inyección de vapor y con elevadas
temperaturas de formación.
22. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Consideraciones adicionales:
Selección del tamaño de la grava:
Se requiere:
Muestreo de la arena de la formación
Análisis del tamizado
Dimensionamiento y selección de la arena del empaque
con grava mediante los métodos: Coberly, Saucier, Schwartz,
etc.
Selección del tamaño de las ranuras (En base al tamaño
de la grava seleccionada)
23. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Selección del tamaño de la grava
Análisis Granulométrico
26. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Selección del tamaño de la grava (Métodos)
Método de Coberly y Wagner:
Dgrava = 13 * Darena (10%).
Método de Saucier ( Rango de Grava):
Dgrava = 5* Darena (50%), y
Dgrava = 6* Darena (50%).
Método de Schwartz:
Dgrava = 6* Darena (50%).
NOTA: Este método considera la velocidad de fujo y
uniformidad de la formación.
V= Tasa de producción (pie3/seg)
Area abierta de ranuras (pies2)
27. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
La base de la Selección del tamaño de la grava es el ANÁLISIS
GRANULOMÉTRICO. Es una rutina de laboratorio que suele realizarse con una
muestra de arena de formación (Tamaño mínimo: 15 cm3). Consiste en colocar la
muestra de formación sobre una serie de tamices, cuyos tamaños son
progresivamente más pequeños. Puede realizarse:
En seco (Técnica más común).
En húmedo.
Procedimiento
1.- Lavar y secar la muestra.
2.- Hacer pasar la muestra a través de los tamices ordenados de mayor a menor
tamaño de abertura, los cuales emplean vibración mecánica para ayudar a la
muestra a moverse a través de ellos.
3.- Pesar la cantidad de arena retenida en cada tamiz y determinar el % Peso
acumulado de cada tamiz.
4.- Graficar en papel Semilog % Peso acumulado vs. diámetro del tamiz.
28. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DEL TAMAÑO DE GRAVA
Se han publicado diversas técnicas que permiten seleccionar el tamaño de la grava
para controlar la producción de la arena de formación. Todas se basan en la RAZÓN
GRAVA-ARENA.
Impedir el movimiento de arena Razones grava-arena
hacia la luz del pozo
muy altos
Para obtener máxima producción
Razones grava-arena
más bajos
30. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
CALIDAD DEL EMPAQUE. ESPECIFICACIONES API
En líneas generales existen cuatro parámetros:
Análisis granulométrico. En una grava de buena calidad no debe
haber más del 2 % de granos más gruesos.
Análisis mineralógico. Una grava de buena calidad debe tener un
contenido de cuarzo del 98 %, es decir, no debe generar más del 2 % de
finos, cuando se somete a fuerzas compresivas.
Redondez y esfericidad. Una grava de buena calidad debe tener un
mínimo de 0.6 de Krumbein. Una grava con un rango menor a éste valor
puede ser fácilmente erosionada, creando granos finos.
Solubilidad en ácido. Una grava de buena calidad no debe disolver más
del 2 % de ella en una solución al 12 % de ácido clorhídrico y al 3 % de
fluorhídrico, después de una hora de exposición a temperatura ambiente.
31. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Carta de Krumbein
32. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Distribución Granulométrica, Percentil
La distribución granulométrica representa como se distribuyen los
diferentes tamaños de grano de la arena.
120,00
100,00
% EN PESO ACUMULADO
80,00
60,00
40,00
20,00
0,00
1 0,1 0,01 0,001
PULGADAS
El percentil es el tamaño de partícula que se corresponde con un
determinado porcentaje acumulado.
33. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Criterios de Selección de Tamaños de Grava
3. Criterio de Ordenamiento
Este criterio considera la fracción fina de arena de formación y
según esta propone diferentes alternativas para la
completación del pozo.
COEFICIENTE DE ORDEN
D10
CO
D95
34. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Criterios de Selección de Tamaños de Grava
Método de Saucier
Toma el D50 como referencia para dimensionar la grava
Se escoge el D50 por
considerar que es un
valor representativo y
fácil de obtener.
D50G = 6 D50F
El D50 de la grava debe ser 6 veces el d50 de la formación.
35. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Método de Saucier
GRAVA ARENA
Dirección
del Flujo
Núcleo Experimental
37. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Luego de sus experimentos:
RANGO DE GRAVA
D0 = 5 d50 d50
D100 = 6 d50 50
Tabla de Gravas
D0-D100 comerciales
disponibles d50
38. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
D50 Control de arena efectivo, pero crea restricciones a la
4 entrada de fluidos debido a que se necesitan ranuras
d 50 muy pequeñas para retener la grava
D50
4 6 Buen control de arena (sin restricciones)
d 50
D50
6 13 Proveen control de arena, pero existirá baja
permeabilidad, el empaque es invadido por la arena.
d 50
D50
13 No se tiene ningún control de arena
d 50
39. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Criterios de Selección de Tamaños de Grava
Método de SCHWARTZ
Toma en cuenta la uniformidad en los tamaños de grano de la arena
de formación, así como la velocidad de entrada del fluido a la
grava.
COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD DE SCHWARTZ:
D40
CU
D90
LA VELOCIDAD DE ENTRADA AL Tasa de Produccion
EMPAQUE SE DETERMINA MEDIANTE:
V
50% del Area de flujo
40. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Criterios de Selección de Tamaños de Grava
Diseño del tamaño de la grava y ranuras del forro. Método de Schwartz
1. Análisis Granulométrico de la arena y de la formación: Se pesa la
cantidad de arena retenida y se determina su porcentaje respectivo del
peso total (acumulado)
2. Se hace una tabla reportando: Tipo de malla, peso del material retenido,
porcentaje del peso retenido normal y acumulado, y la abertura de la
malla.
3. Graficar el diámetro de la malla (en pulgx10-2 en escala logarítmica, eje
x) vs el porcentaje retenido acumulado (en escala milimetrada, eje y)
4. De dicho gráfico, se obtiene d10, d40, d70 y d90
5. Determinar el coeficiente de uniformidad C
d 40
C
d 90
41. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
d10 d40 d90
42. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Depende del valor de C vamos a tener tamaños críticos de la arena:
a. Si C<3 y V<0.05 pie/seg, el tamaño crítico es igual al d10, el cual indica
que la arena es uniforme.
b. Si C>5 o V>0.05 pie/seg, el tamaño crítico es igual al d40, el cual indica
que la arena es no uniforme.
c. Si C>10 y V>0.1 pie/seg, el tamaño crítico es igual al d70, el cual indica
que la arena es completamente no uniforme.
Si se desconoce el tamaño de la ranura del forro, se supone un tamaño de 2
pulgadas y se asume el ancho (iterar). Si el valor calculado es menor al
20% de error, entonces se obtiene el ancho.
6. Tamaño crítico de la grava: Para dimensionar la grava, se multiplica por 6 el
tamaño crítico de la arena.
Dcg 6 * dca
43. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
7. Coeficiente de uniformidad de la grava: Se asume Cg=1,5. Al asumir un
valor de D40 se obtiene D90.
D40
D90
1,5
8.Se traza una recta que pase por D40 y D90, y se traza una recta
paralela a ésta desde el valor de Dcg. Así se obtiene el rango de tamaño
de la grava
9. Con el rango de tamaño de la grava, entrar en la tabla con Dmax (0%) y
Dmin (100%) según la escala U.S. o Tyler. Se determinan los extremos.
10. Se determina el ancho de la ranura del forro por medio de:
2
* D100 s D100
3
44. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Método de Coberly & Wagner
Dg 13 d10
Tamaño de la grava, no más de 13
veces el 10 percentil de la arena de
formación.
d10
10
d10
Tabla de Gravas
Dg comerciales disponibles
45. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Método de Gumperts
D 11 d10
Tamaño de la grava, no más
de 11 veces el 10 percentil
de la arena de formación.
d10 10
d10
Dg Tabla de Gravas
comerciales disponibles
46. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Método de Hill
Dg 8 d10
Tamaño de la grava, no más de 8
veces el 10 percentil de la arena de
formación.
d10
10
d10
Dg Tabla de Gravas
comerciales disponibles
47. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Selección del Diámetro del Forro o Rejilla
48. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Selección del Ancho y Densidad de las Ranuras
49. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Selección de la Densidad de las Ranuras
Donde:
Número de Ranuras/pie: N= Numero de ranuras requeridas /pie. ( Si N<32, redondee al mílutiplo más cercano
de cuatro; si N>32, redondee al múiltiplo más cercano de 8).
= Constante (3,1416).
N = 12* *D*C D= Diámetro exterior del forro (pulg).
100*W*L C= Área abierta requerida (3% y 6%).
W= Ancho de ranura (pulg).
L= Longitud de la ranura (pulg).
50. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Selección de la Longitud de la Ranura
La longitud de las ranuras individuales se calibra en el diámetro interior del
tubo. La práctica usual aconseja tener ranuras de 1 ½ pulg. de longitud para
anchos de 0.030” y menos, ranuras de 2” de largo para anchos entre 0.030” hasta
0.060” y ranuras de 2 ½” para anchos de 0.060” y más. La tolerancia para anchos
de las ranuras suele ser de +- 0.003” para anchos de 0.040” y más, y +- 0.002”
para anchos menores que 0.040”.
Tipos de Ranuras
51. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Ejemplo típico de Rehabilitación (Side Track)
52. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Recomendaciones de acuerdo a las relaciones de ordenamiento y la
cantidad de finos
Condiciones Recomendación
D10/D95<10 Los valores bajos del factor de ordenamiento y de finos, indican que es candidato a
D40/D90<3 completación con rejilla. Necesita permeabilidad de formación de por lo menos 1
SUB 325 MESH<2% Darcy para completación con tubería revestida y perforada, y posible uso de rejilla
preempacada.
D10/D95<10 Intervalos medios a bajos, con finos justamente por encima del límite. Pueden ser
D40/D90<5 completados con rejilla de nueva tecnología, como por ejemplo rejillas tejidas.
SUB 325 MESH<5% Necesita por lo menos 1 Darcy de permeabilidad para completación con hoyo
revestido y perforado.
D10/D95<20 Los rangos medios pueden ser candidatos a gravas grandes (7x ó 8x 50%), colocadas
D40/D90<5 con altas tasas de agua, particularmente si el tamaño de arena en la formación es
SUB 325 MESH>5% consistente
D10/D95<20 Los valores medios de factores de ordenamiento con presencia de finos; se tratan
D40/D90<5 con una combinación de gravas de tamaño considerable y rejillas que permitan el
SUB 325 MESH>10% paso de finos.
D10/D95>20 Los valores más altos de las relaciones de valores D, particularmente combinados
D40/D90>5 con grandes cantidades de finos son signos críticos, mostrando necesidad de
SUB 325 MESH>10% “agrandar” el hoyo (mover la interfase formación-grava lejos del hoyo), a través de
fracturamiento, tecnología multilateral u horizontal, o grandes volúmenes de
preempaque para minimizar daños a la permeabilidad en la interfase arena-grava
debidas al flujo.
53. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Determine el tamaño de la grava y las ranuras del forro requerido para un
pozo con las siguientes características:
Análisis Granulométrico
A.S.T.M. Tamiz Nº Peso retenido, gr
Tasa de flujo: 1200 Bls/dia 4 0,99
Intervalo de producción: 200 pies 10 2,49
16 2,6
Tamaño del forro: 5 ½ pulgadas 20 2,7
30 4,57
Dimensión de las ranuras: 0,040¨x2¨x48 r/p 40 19,05
50 19,63
60 34,15
80 9,02
100 4,39
120 0,15
140 0,11
170 0
200 0
230 0
325 0
54. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
Curva de Análisis Granulométrico
100
90
80
70
Porcentaje retenido acumulado, %
60
50 Serie1
40
30
20
10
0
10 1 0,1 0,01
Tam año del tam iz, m m
55. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
OBJETIVO DE LAS ARENAS
DE EMPAQUE
La arena del empaque con grava debe garantizar la
Productividad y la mayor vida util del pozo.
Grava de elevada calidad.
Especificaciones garanticen la alta
permeabilidad.
Norma API-RP-58.
56. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
CONTROL DE CALIDAD DE LAS GRAVAS
(API RP 58)
Esfericidad y Redondez Resistencia Mecánica
CALIDAD DE GRAVA
Solubilidad al Ácido Granulometría
Turbidez
57. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
PRUEBAS BASADAS EN LA
NORMA API RP 58
Esfericidad y Redondez Resistencia Mecánica
Norma API RP 58
A&M
Solubilidad al ácido
Granulometría
Turbidez
58. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
CONTROL DE CALIDAD DE LAS GRAVAS
(API RP 58)
Esfericidad Resistencia
Redondez Mecánica 96% del tamaño en el rango
<2% del tamaño mayor
Norma API
RP 58
<2% del tamaño menor
Solubilidad
ácido Granulometría
Turbidez
59. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
CONTROL DE CALIDAD DE LAS GRAVAS
(API RP 58)
La esfericidad de los granos es una
Esfericidad Resistencia medida de la forma de los granos que
Redondez Mecánica mas se asemejen a una esfera.
Idealmente la grava utilizada para el
empaque debe tener una esfericidad
Norma API mayor o igual a 0,75.
RP 58
Solubilidad Una grava de menor esfericidad puede
Granulometría romperse al bombearse y crearan
ácido Turbidez empaques ineficientes.
60. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
CONTROL DE CALIDAD DE LAS GRAVAS
(API RP 58)
La redondez de la grava es la medida
de la uniformidad y la curvatura de la
superficie de la grava . Un grano con
Esfericidad Resistencia superficies curvas uniformes tiene un
Redondez Mecánica grado alto de redondez.
Una grava con redondez de 0.6 o
mayor es la ideal para los
Norma API
empaques.
RP 58
Solubilidad Mientras mas angular sea la grava hay
Granulometría mayor cantidad de bordes y puntas que
ácido Turbidez se pueden romper , creando finos por
lo cual resulta en un empaque
ineficiente.
61. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
CONTROL DE CALIDAD DE LAS GRAVAS
(API RP 58)
La solubilidad de la grava en ácidos
deberá ser determinada antes de su uso
para conocer el efecto que tendría un
Esfericidad Resistencia tratamiento acido.
Redondez Mecánica
Si existe mas del 1% de solubilidad
de la grava de empaque en acido
Norma API
HCL-HF al 12% - 3% debera ser
RP 58
rechazada.
Solubilidad
Granulometría
ácido Turbidez Causara perdida de material , menor
volumen del empaque lo que creara
problemas en el pozo.
62. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
CONTROL DE CALIDAD DE LAS GRAVAS
(API RP 58)
Esfericidad Resistencia Indica el grado de pureza de la grava
Redondez Mecánica entre mas cantidad de limos y arcillas
tiene la muestra, mayor es la turbidez.
Norma API
RP 58 Se mide en NTU y la grava deberá tener
menos o igual a 250 NTU. La cantidad de
Solubilidad impurezas puede influir en la solubilidad
Granulometría de la grava en agua o en vapor.
ácido Turbidez
63. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
CONTROL DE CALIDAD DE LAS GRAVAS
(API RP 58)
Esta especificación indica la
Esfericidad Resistencia cantidad de finos que genera
Redondez Mecánica una determinada grava cuando
se somete a un esfuerzo de
confinamiento.
Norma API
RP 58
De acuerdo a la calidad de la grava
Solubilidad existen rangos de finos aceptados
Granulometría en función del esfuerzo aplicado.
ácido Turbidez
64. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
GRAVAS PARA CONTROL DE ARENA DE
FORMACION
ARENA NATURAL
20/40
65. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
CARACTERÍSTICAS DE LAS GRAVAS SINTÉTICAS
Material apuntalante cerámico.
Densidad de volumen y la gravedad específica similar a arena.
Proporciona alta conductividad de fractura.
Presenta alta permeabilidad en los diferentes tamaños.
Excede las especificaciones de normas API para esfuerzos de
compresión.
RECOMENDACIONES DE USO
Empaques de pozos profundos.
Fracturamiento de pozos.
Pozos sometidos a inyección de vapor.
66. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
PROPIEDADES TÍPICAS DE LA GRAVA
Redondez 0.9
Esfericidad 0.9
3
Densidad lb/ft (g/cc) 97 (1.57)
Gravedad Especifica 2.71
Volumen absoluto gal/lb 0.044
Solubilidad en ácido 12/3 HCl/HF
1.7
(% perdida de peso)
PRUEBA DE COMPRESIÓN 12/18 16/20 20/40
@ 7500 psi 17.9 14.0 5.2
% peso de finos generados
@ 10000 psi N/R 19.3 8.3
COMPOSICIÓN QUÍMICA(% EN PESO)
Al2O3 51
SiO2 45
TiO2 2
Fe2O3 1
Otros 1
67. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
PROPIEDADES TÍPICAS DE LA GRAVA
Redondez 0.9
Esfericidad 0.9
Densidad g / cc 1.92
Gravedad Especifica 3.22
Solubilidad en ácido 12/3 HCl/HF
3.7
(% perdida de peso)
PRUEBA DE COMPRESIÓN 16/30 20/40
@ 8000 psi 12.0 4.2
% peso de finos generados
@ 10000 psi -- 7.9
COMPOSICIÓN QUÍMICA(% EN PESO)
Al2 O3 74.3
SiO2 12.1
TiO2 1.32
Fe2 O3 10.8
Otros 1.48
68. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
CRITERIOS PARA USO DE GRAVAS SINTÉTICAS
Las gravas sintéticas presentan gran resistencia a los cambios de ph
durante los procesos de inyección de vapor.
Por lo cual presentan menor degradación durante estos procesos.
TEMPERATURA TIEMPO DE INYECCIÓN PH PÉRDIDA PESO
°F HR INYECCIÓN %
SPE 11793
BAUXITA SINTÉTICA560 A 600 72 7 0,7
20/40 9 1,3
11 3,5
ALTA ALÚMINA 560 A 600 72 7 2,3
20/40 9 2,4
11 3,7
ARENA OTAWA 540 A 580 192 7 31,9
500 A 540 72 9 38,5
500 A 540 72 11 46,1
ARENA NACIONAL530 A 570 72 11 56
69. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
CRITERIOS PARA USO DE GRAVAS SINTÉTICAS
PRESIONES DE CIERRE
La gravas utilizadas se encuentran sometidas a esfuerzos de
compresión durante los procesos de fractura o/y empaques.
Dependiendo de la presión y del tipo de trabajo a realizar debe
escogerse el tipo de grava:
Empaques con grava con presiones hasta 2000 lppc. Usar grava
nacional.
Empaques con grava con presiones hasta 4000 lppc. Usar grava
importada.
Pozos para fracturamiento con presiones de cierre mayores a
los 4000 psi. Usar gravas sintéticas.
70. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
ESFUERZOS DE CONFINAMIENTO
ARENAS IMPORTADAS GRAVA OTTAWA 20/40
50,00
% DE FINOS GENERADOS
11,6
FINOS GENERADOS
12,0
40,00
10,0 32,90 40,40
8,0 30,00
21,80 25,90
(%)
6,0 4,0 4,0 20,00
4,0 1,6
10,00
2,0 4,00 4,90
0,0 0,00
WONEWOC JORDAN OTTAWA TEXAS 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
PRUEBAS A 4000 LPPC ARENAS SINTÉTICAS PRESIÓN DE CIERRE
8,0
FINOS GENERADOS (%)
7,9
7,0
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0 2,5
1,0
0,0
7500 10000
71. Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
CONDUCTIVIDAD DE LA FRACTURA.
20000 MD-FT
12000 MD-FT
6000 MD-FT
PRESIÓN DE CIERRE (PSI)
72. 100
Tema # 4. Exclusión y Control de Arena
90
80
70
60
50 Serie1
40
30
20
10
0
1 0,1 0,01 0,001