CONSIDERACIONES GEOMECÁNICAS DE UN SIDETRACK Diego Mauricio Pinchao Mejía

Problema

Aunque las operaciones de sidetrack, ya sea a partir de hueco abierto o hueco revestido dan soluciones a problemas de perforación y/o mejoran significativamente la productividad de los pozos dependiendo de su aplicación, pueden generar altos riesgos de fallas en los pozos debido a problemas geomecánicos, por lo que comprender las posibles casusas de inestabilidad del pozo en los puntos de conexión con el sidetrack, resulta de vital importancia.

La reducción de costos en operaciones de acceso a reservas de crudo, como principal estrategia adoptada por las compañías petroleras para afrontar la caída de los precios del petróleo, ha obligado a impulsar el desarrollo de nuevas metodologías que optimicen el proceso operacional del Sidetrack en un pozo. Estos avances, buscan que el pozo pueda ser desviado la mayor cantidad de veces posibles durante su vida útil, con el fin de encontrar nuevas ubicaciones en fondo, maximizando las reservas recuperables.

Marco Teórico

Resultadosc

Sidetrack a hueco abierto

Sid

etra

ck a

hu

eco

ab

iert

o

Problemas durante la

perforación

Razones Mecánicas

Inestabilidad del pozo

Pérdidas de circulación

Basura no recuperable (Pescados)

Razones Geológicas

Yacimiento Pobre

Evaluar otras ubicaciones en

fondo

• A partir datos del tiempo de tránsito sónico

• = μseg/pie

Registro Sónico

Ecuaciones

Cómo determinar la resistencia del cemento (Resistencia > UCS)?

Nota: En sal, si no hay registro sónico Se asume resistencia de sal de 2400

MPa.

Sidetrack en pozo vertical , y perforando en dirección de zona problema Al menos 60 pies por encima y un tapón de cemento homogéneo mínimo de 100 pies Para aislar la presión o hidrocarburos del hueco original.

Sidetrack con ángulo alto (> 60 °),

puede requerir una barrera sólida

donde se siente la broca,

(whipstock) Dirección

adecuada

Por Inestabilidad de Pozo

Dado por fracturamiento de la formación debido a alta presión, o por perforación en una formación con baja concentración de esfuerzos o depletada

Por pérdidas de circulación

Identificar Zona de Perdidas a partir de registros de resistividad

Realizar Sidetrack a 100 ft por encima de zona de pérdidas

- Pozos desviados a <30° Breakouts en la dirección del esfuerzo mínimo horizontal

- Pozos desviados a>30°breakouts se orientan en los lados del pozo (breakouts rotations)

Inestabilidad del pozo (breakouts) con esfuerzos normales - overburden (sv) máximo esfuerzo

Por Inestabilidad de Pozo

En pozos >30°, se prefiere el sidetrack en el lado

superior del pozo para mantener la región de la

ventana libre de cualquier resto molido.

Sidetrack en pozo <30° la dirección más

estable es la del esfuerzo horizontal máximo.

Una ventaja, es que si se producen breakouts,

se orientan en los lados del pozo Reduce la

aparición de salientes o bordes.

Se debe evitar la penetración de la fractura llena de lodo creada por evento de

pérdidas Difícil puentear con materiales de LCM o stress-cage.

Por pérdidas de circulación

Las fracturas por perdida de circulación se propagan en la dirección del

esfuerzo máximo horizontal La dirección recomendada del sidetrack es

la del esfuerzo horizontal mínimo

Nota: Ninguna desviación está sin riesgo de problemas adicionales en el

sidetrack

-Para evitar la inestabilidad de pozo desvío en

una dirección normal a la cara de la sal. Tiene

riesgo de inestabilidad del pozo si se perfora en

dirección descendente.

-Para evitar perdida de circulación desvío en una dirección paralela a la cara de la sal para evitar fracturas en el hueco principal. Tiene riesgo de pérdidas al cruzar fracturas radiales que se propagan lejos de la sal.

Cerca a Sal

Nota: Condiciones Normales de régimen de

esfuerzos

Se prefiere sidetrack desde arenisca que desde shale, (Permanecen calibradas, aunque débilmente cementadas, mientras que shales son susceptibles a breakouts)

En pozo >75° que están dentro de zona objetivo, y se quiere evaluar otras ubicaciones en fondo, las restricciones de geosteering dictan la salida.

II

I

Sidetrack a hueco revestido

Si hay régimen de esfuerzos normal (Sv>SHmax >Shmin ) Poco probable inestabilidad del pozo como consecuencia de la interacción entre hueco principal revestido y sidetrack no revestido

Si hay entornos de esfuerzos de fallas de deslizamiento (SHmax > Sv> Shmin) Riesgo de ballooning o pérdidas

El Sidetrack debe darse en la dirección de baja concentración de esfuerzos que rodea el hueco principal.

Pozo casi vertical

Sidetrack en la dirección del esfuerzo

horizontal máximo

Pozo a >30°

Sidetrack en la dirección del azimuth

del pozo

i)1. Mayor control en el viaje dentro del hueco Cualquier breakout que se forme estará sobre los lados del sidetrack

i)2. Reducción de hasta dos décimas de ppg del peso del lodo en sidetrack en relación al usado en hueco principal.

Estabilidad del pozo si la unión se da en la formación productora

No hay inestabilidad. La estabilidad global es dictada por la estabilidad

del pozo lateral a partir del sidetrack, en regiones alejadas.

Estabilidad del pozo si la unión se da en la formación overburden

Aunque puede presentar inestabilidad localizada por desarrollo de esfuerzos de tensión, la región igual sufre por

molida de ventana y viajes en perforación, luego no se considera un

riesgo para la integridad.

Nota: Condiciones Normales de régimen de esfuerzos

4 Consideraciones adicionales de estabilidad

2 Orientación

1. Estabilidad general del pozo

3. Dirección del Sidetrack 1. Resistencia Requerida del tapón de cemento – A partir de Unconfined

Compressive Strength (UCS)

2. Ubicación del Sidetrack

Si el sidetrack se da en dirección de concentración de esfuerzos mínimo, la inestabilidad se mitiga por 2 razones:

Conclusiones

3. . Consideraciones adicionales de estabilidad en la unión

Referencias

• Este trabajo presenta importantes recomendaciones para asegurar la estabilidad de los pozos, al realizar sidetrack tanto en hueco abierto (por problemas durante la perforación) como en hueco revestido (buscando reubicar fondo hacia regiones más productivas).

• A pesar que la herramienta operacional "whipstock" permite mayor oportunidad de orientar adecuadamente el sidetrack, dando soluciones a problemas de direccionamiento, desde una perspectiva de estabilidad geomecánica del pozo, deben tenerse en cuenta otros aspectos técnicos inherentes al proceso como lo son: la resistencia requerida del tapón de cemento, ubicación del sidetrack y dirección del sidetrack dependiendo del problema presentado durante la perforación; Cabe anotar, que otros aspectos específicos deben ser tenidos en cuenta para asegurar la estabilidad al realiza sidetrack cerca a un domo salino.

• En hueco revestido, siempre y cuando exista un régimen de esfuerzos normal, la estabilidad general del pozo tendrá una afectación mínima, aunque se recomienda diferentes maneras de orientar el sidetrack de acuerdo a su ángulo de inclinación.

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Su principal objetivo es mover el fondo a un lugar más productivo

dentro del yacimiento

A un pozo revestido se le

pueden realizar varios sidetrack durante su vida

útil

Pozos con MRC > 5 KM, pueden aumentar su

producción y el factor de recobro

en yacimientos con baja

permeabilidad

Sidetrack en hueco revesitdo

Régimen de esfuerzos normal: Sv>Shmax>Shmin

•Esfuerzos principales: Esfuerzo vertical Sv (también llamado esfuerzo de sobrecarga u overburden), esfuerzo mínimo horizontal Shmin y esfuerzo

máximo horizontal Shmax