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Alumno: Manuel Hernandez
Catedrático: Carlos Guillermo Barrera AburtoMateria: Ingeniería de Producción IIInstituto: Universidad del Atlántico
Las rocas detríticas o clásticas son
resultados de la acumulación de
elementos de rocas preexistentes
que se generan por elementos
externos como los son la erosión y
los cuales son transportados por
grandes distancias por el efecto de
los vientos, ríos o glaseares y
cementados o no después de su
deposito, entre estas rocas se
pueden definir por la forma de su
grano en las escala de tamaño de
Wentworth para clasificación de
sedimentos
Es la producción de pequeñas o grandes
partículas de solido junto con los fluidos que son
producidos por los yacimientos debido a la baja
consolidación de la formación conductora.
A medida que el yacimiento produce HCS. Hacia
el pozo, con el tiempo se va acumulado arenas y
sedimentos en el fondo del pozo.
Esta acumulación puede ser de tal magnitud y altura que puede disminuir
drásticamente o impedir completamente la producción del pozo
Existe dos tipos de arena:
Las que originalmente formaban parte de la estructura de la formación del pozo.
Las que están disueltas en los fluidos . Las cuales no son problemas ya que son
producidas
• Las referidas en primer termino son las que ocasionan obstrucción en
los canales de flujo
La producción de arenas con fluidos del yacimiento, es un problema grave en algunas
áreas. Ya que puede cortar u obstruir estranguladores y líneas de flujos además de
causar fallas excesivas del equipo.
Este es uno de los problemas mas frecuentes que surgen durante la vida de producción
del pozo, de la cual su intensidad y gravedad varían con el grado de petrificación del
grano de la arena productora y con la forma de terminación del pozo.
Esta arena se deposita con frecuencia en el fondo del agujero del pozo y con frecuencia
reduce la capacidad productiva del pozo (obstrucción)
Lo anterior esta asociado normalmente con formaciones jóvenes que tienen poco o
nada de cementación natural, lo cual hace que los granos de arena estén separados o
sueltos.
Cuando la presión del pozo (Pwf) es mas baja que la del yacimiento (Py), fuerzas de
arrastre son aplicadas a las arenas de la formación como una consecuencia dela
producción de los fluidos y, si las fuerzas de restricción de la formación son excedidas,
la arena será arrastrada hasta el pozo y la misma taponeara el agujero y/o será
producida,
La arena producida, no tiene ningún valor comercial. Por lo contrario esta puede causar
daños a las herramientas de producción, además pude causar un taponamiento del
pozo, y causar daños de erosión de los equipos y tener un potencial daño de las
válvulas superficiales.
Movimiento de los granos de arena causado por el flujo de los
granos.
Movimiento de granosMovimiento de arena en zonas alejadas de la cara de la
formación
Movimiento de masasMovimiento de arena en pequeñas masas en zonas cercanas
a la cara de la formación (obstrucción a nivel de las perforaciones
Fluidización masivaMovimiento masivo de arena la cual genera erosión
Considerando el control de arenas, o control de solidos de formación, uno tiene que
diferenciar entre arena solida y partículas finas (finos) que no son considerado
usualmente como parte de la estructura mecánica de la formación del yacimiento.
Algunos finos son probablemente producidos siempre con los fluidos del pozo, lo cual
de hecho, es beneficioso. Si los graos finos se mueven libremente atreves del empaque
con grava, ellos nos taponean este.
Nuestro esfuerzo debe de concentrarse en el control de las partes solidad de la formación
Este es el mayor esfuerzo que tiende a causar la producción de arenas, es el resultado
del flujo de fluidos el cual es proporcional a la caída de presión entre el pozo (Pwf) y el
yacimiento (Py). La fuerza de arrastre impartida por el flujo de fluidos esta relacionada
por el producto de velocidad de fluidos y su viscosidad.
La producción de arenas se a presentado en casi todos los pozos productores de Aceite
y/o Gas de areniscas. Esto se genera mas comúnmente en areniscas de edad terciaria
debido a que estos yacimientos son geológicamente jóvenes y por lo general se
encuentran en profundidades someras.
Cuando los fluidos son producidos de yacimientos de areniscas, se genera una
imposición de esfuerzos sobre los granos de arena de la formación que tienden a
moverse a lo largo del pozo con los fluidos producidos. Estos esfuerzos son causados
por la diferencias de presiones en la formación, fuerzas de fricción del fluido y el peso
de los estratos superpuestos, Cuando la suma de estos esfuerzos exceden el de la
formación el yacimiento iniciara la producción de la arena.
Este efecto puede provocar la destrucción de los cuerpos intergranulares (consolidación
de la formación) e influenciar en la producción de arenas. Los efectos de altas
temperaturas asociados con la inyección de vapor en proyectos de recuperación de
curdo pesados han demostrados que muchos pozos experimentan un alta producción
de arenas
En muchos de los casos la producción de arenas sufre un incremento sustancialmente
cuando los pozos comienzan a producir agua y/o gas con aceite. Algunas teorías que
pueden explicar este comportamiento, las cuales mencionaremos a continuación:
1. El agua producida puede disolver parte del material de cementación y lo cual
provoca la producción de arenas.
2. El cambio de la saturación de agua reduce la presión capilar (Tensión interfacial) al
punto que los granos de arena no se mantengan juntos por esas fuerzas, causando
una producción de arenas muy severa.
3. Cuando una interface a través de un espacio poroso, se crea un disturbio de
presión. El movimiento de agua puede también movilizar finos y causar
taponamiento de los poros de la estructura.
Varios problemas operacionales se pueden generar si un pozo sufre de la
producción de arenas, los cuales son sumamente costosos, pero el grado de la
severidad del problema pueden variar.
Hay una probabilidad que los problemas menos severos son resultados por
remoción periódica de la arena de los equipos de superficie como líneas de flujo,
separadores o el manifold
Las consecuencias mas serias están relacionados con erosión de los equipos de
superficie, daño a las TR. Y perdida de presión.
La remoción de arenas en los equipos de superficie es una practica común en regiones de producción de arenas, mas sin embargo pueden existir problemas para a disposición de las mismas en operaciones de costa afuera.
Si la entrada de la arena es llevada a latas velocidades puede tener la suficiente fuerza para erosionar los equipos de superficie como válvulas, separadores y línea de producción, por lo cual se necesita constante mantenimiento e inclusive el remplazo.
Las fallas en los revestidores pueden acompañar producción de arenas de formación en
el intervalo productor, significando la perdida del pozo.
Al igual que no puede ocasionar otro problema grave como lo son dobleces o
torceduras en los casing.
Dobles del revestidor causados por producción de arenas en un pozo de costa afuera.
La productividad se pierde cuando se forman puentes de arenas en la TP. Esta condición de Arenamiento ocurre cuando la velocidad del fluido es insuficiente para suspender completamente la arena producida y fluirla a través del pozo Un simple calculo con la ecuación de flujo de Darcy indica que con una pocas pulgadas de arenas es suficiente para reducir la tasa de flujo substancialmente
Criterio de selección Un factor muy importante es identificar las necesidades del pozo y sus características del mismo, para así definir las el método de exclusión de arenas, al igual que deben de considerarse los siguientes criterios:
EconómicoConsiderar el costo inicial del tratamiento y el efecto de este sobre la producción.
Antecedentes Históricos Análisis de la vida productiva del yacimiento y del pozo
AplicaciónGrado de dificultad en la aplicación del tratamiento
Duración del servicio Estimación de la duración de la producción libres de arenas y tasas de frecuencias para la repetición del tratamiento
Control de la tasa de flujo
Método Combinado (Químico y
Mecánico)
Químico
Mecánico
Consideración generales:
Ofrece una vida productiva corta
Su taponamiento es muy factible
En agujero descubierto, en formaciones no consolidadas se puede producir un
colapso 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 que la mayoría que las rejillas
comerciales.
Consideraciones Generales:
A agujero descubierto la producción es
mayor que en agujero revestido, debido a
que una mayor área de flujo alrededor de la
rejilla
Los pozos con agujero descubierto tienden a
producir por periodos mayores en
comparación en comparación con lo pozos
con agujeros revestido (Especialmente en
pozos con altas tasas y/o alta viscosidad de
aceite).
En pozos con agujero ampliado se puede
colocar una mayor capa de grava,
incrementando el área de flujo en la vecindad
del pozo.
Recomendado en formaciones no
/Semiconsolidadas.
Consideraciones generales:
Existe un ahorro de tiempo de
perforación
Permite la terminación en varias
zonas de interés
No requiere de un programa especial
de perforación.
Tiene la posibilidad de utilizar cuatro
variables de este método
Empaque con grava
convencional
STIMPAC
Empaque con alta tasa de agua
PERFPAC
HOYO
REVESTIDOR
CEMENTO
COLGADOR
TUBERIA CALADA
RANURAS
GRAVA
HOYO
ENSANCHADO
Consideraciones generales:
Permite instalar el control de arena
en un pozo productor sin tener que
sacar la terminación
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
Posee una rejilla estándar.En este caso, se instala un tubo perforado especial sobre la camisa. Este tubo está envuelto en un papel especial para sellar losorificios de salida, y la región anular entre lacamisa y el tubo perforado se llena con grava revestida con resina.
Consideraciones Generales: Se utiliza grava o arena revestida de resina, como
parte de a propia rejilla
Son diseñados para uso en aplicaciones de empaque con grava, como un mecanismo de mayor seguridad en caso de 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 estratigráficas heterogéneas y en pozos horizontales largos.
Consiste en una rejilla estándar y una camisa adicional sobre la primera camisa
El EA. Entre las dos camisas es relleno con grava revestida de resina.
Es similar a la rejilla estándar, alrededor de la parte exterior de la base de la tubería
perforada se enrolla una rejilla de malla muy fina y se asegura antes de instalar la
camisa
El espacio entre la camisa y la rejilla de malla fina se rellena con arena de empaque
revestida con resina.
La arena no es deseable en la producción de los pozos ya que llega el momento en que
interfiere en la producción del pozo obturando la TP y reduciendo la producción de los
HCS. Por lo que se desarrollan varios tipos de métodos para su control.
Actualmente el mas utilizado es el Coiled Tubing el cual resulta con muy buena
eficiencia y es menos costoso comparado con otros debido al continuo mejoramiento
de estas tecnologías en los aspectos de equipo, servicios, herramientas y fluidos lo que
la ha hecho mas confiable.
En la primera parte
1. Baje el ensamble de fondo con el cedazo en su parte inferior y la sección de tubo
hasta la cima del tapón de cemento con la herramienta soltadora.
2. Coloque un tapón recuperable sobre la cima del ensamble.
3. Coloque arena alrededor del espacio anular entre el casing y el cedazo hasta cubrir
el ensamble.
4. Lave la cima del ensamble y recupere el tapón.
5. Coloque un empaque en la boca del ensamble contra el casing.
En la segunda:
1. Con la unidad de coiled tubing coloque el empaque de arena o bolas de cerámica
hasta cubrir el intervalo disparado.
2. Bajar el cedazo con la herramienta soltadora y con una zapata en su extremo
inferior y en el interior del coiled tubing como tubería lavadora.
3. Bajar hasta el fondo lavando el empacamiento en su parte central hasta donde se
encuentra el tapón de cemento.
4. Releve el coiled tubing y saque y repita el paso 4 del procedimiento anterior.
Consiste en la utilización de químicos y la inyección de resinas en formaciones
poco consolidadas para restituir el material cementante de la matriz.
Del cual existen dos métodos.
Consolidación Plástica
Consolidación con Alta Energía de Resina
Se bombea la resina dentro de la formación para recubrir los granos y
endurecerlos, incrementando las fuerza cohesiva de la formación cercana al
agujero (Formando artificialmente una arena consolidada).
Consideraciones de uso:
Debemos de tener una buena cementación primaria
Una densidad de cañoneo de 4tpp mínimo
Contar con sistemas limpios
Realizar un preflujo de etapas múltiples (Limpiar y abrir las perforaciones
para disolver o estabilizar las arcillas)
Ventajas:
Aumenta la resistencia de la formación
Permite que el pozo quede completamente abierto
Es apropiado para aplicaciones a través del tubing
Desventajas:
× Disminuye la permeabilidad de la formación
× Se dificulta la colocación de químicos y la resina de la formación
× No es eficiente en formaciones cavernosas
× El costo de esta operación es elevado
× No tiene un funcionamiento a largo plazo en grandes intervalos
Consiste en una inyección de grava recubierta de resina pre-curada en una formación,
hasta formar una rejilla dejando la grava recubierta con resina en las perforaciones y el
agujero
Fracturación de Gas Propulsor
Cañoneo con sobrebalance
Flujo con Sobrebalance
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.
Selección del tamaño de la Grava:
Se Requiere:
Muestreo de las arenas de la formación
Análisis del tamizado
Dimensionamiento y selección de arenas el empaque con gravas
mediante los métodos: Coberly, Saucier y Schwartz
Selección de tamaño de Ranura (En base al tamaño de la grava
seleccionada)
Análisis Granulométrico
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 flujo y uniformidad de la formación.
V= Tasa de producción (pie3/seg)
Área abierta de ranuras (pies2)
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.
Se han desarrollado diversas técnicas que permiten seleccionar el tamaño de
la grava para poder así tener un control sobre la producción de arenas de la
formación, las cuales todas se basan en la relación Grava-Arena
Relación grava-arena
muy altos
Para obtener máxima producciónRelación grava-arena
más bajos
Impedir el movimiento de arena
hacia la luz del pozo
Tipos de Gravas comúnmente disponibles
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.
El percentil es el tamaño de partícula que se corresponde con un
determinado porcentaje acumulado.
La distribución granulométrica representa como se distribuyen los diferentes
tamaños de grano de la arena.
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
0,0010,010,11
PULGADAS
% E
N P
ES
O A
CU
MU
LA
DO
Este criterio considera la fracción fina del arena de formación y según esta
propone diferente alternativas para la terminación de los pozos.
COEFICIENTE DE ORDEN
D95
D10C
O
Toma el D50 como referencias para dimensionar la grava
Se esconde el D50 por
considerar que es un
valor representativo y
fácil de obtener
D50 = 6 D50F
El D50 de la grava debe de ser 6 veces el d50 de la Formación.
Dirección del Flujo
GRAVA ARENA
Núcleo Experimental
50
d50
D0-D100
Tabla de Gravas
comerciales
disponibles
d50
Luego de sus experimentos: RANGO
DE GRAVA
D0 = 5 d50
D100 = 6 d50
Control de arena efectivo, pero crea restricciones a la
entrada de fluidos debido a que se necesitan ranuras
muy pequeñas para retener la grava
Buen control de arena (sin restricciones)
Proveen control de arena, pero existirá baja
permeabilidad, el empaque es invadido por la arena.
No se tiene ningún control de arena
450
50
d
D
650
504
d
D
1350
506
d
D
1350
50
d
D
Toma en cuenta la uniformidad de los tamaños de grano de la arena de formación, asi
como la velocidad de entrada del fluido a la grava
COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD DE SCHWARTZ:
D90
D40C
U
LA VELOCIDAD DE ENTRADA AL
EMPAQUE SE DETERMINA MEDIANTE:V Tasa de Produccion
50% del Area de flujo
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
90
40
d
dC
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.
dcaDcg *6
7. Coeficiente de uniformidad de la grava: Se asume Cg=1,5. Al asumir un valor deD40 se obtiene D90.
5,1
4090
DD
8.Se traza una recta que pase por D40 y D90, y se traza una recta paralela a éstadesde 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:
100*3
2D 100Ds
Dg 13 d10
Tamaño de la grava, no más de
13 veces el 10 percentil de la
arena de formación.
DgTabla de Gravas
comerciales
disponibles
d10 10
d10
D 11 d10
Dg Tabla de Gravas
comerciales disponibles
d10 10
d10
Tamaño de la grava, no más
de 11 veces el 10 percentil
de la arena de formación.
Dg 8 d10
Dg Tabla de Gravas
comerciales
disponibles
d1010
d10
Tamaño de la grava, no más de
8 veces el 10 percentil de la
arena de formación.
Número de Ranuras/pie:
N = 12*p*D*C
100*W*L
Donde:
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).
p = Constante (3,1416).
D= Diámetro exterior del forro (pulg).
C= Área abierta requerida (3% y 6%).
W= Ancho de ranura (pulg).
L= Longitud de la ranura (pulg).
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
Condiciones Recomendación
D10/D95<10
D40/D90<3
SUB 325 MESH<2%
Los valores bajos del factor de ordenamiento y de finos, indican que es candidato acompletación con rejilla. Necesita permeabilidad de formación de por lo menos 1Darcy para completación con tubería revestida y perforada, y posible uso de rejillapreempacada.
D10/D95<10
D40/D90<5
SUB 325 MESH<5%
Intervalos medios a bajos, con finos justamente por encima del límite. Pueden sercompletados con rejilla de nueva tecnología, como por ejemplo rejillas tejidas.Necesita por lo menos 1 Darcy de permeabilidad para completación con hoyorevestido y perforado.
D10/D95<20
D40/D90<5
SUB 325 MESH>5%
Los rangos medios pueden ser candidatos a gravas grandes (7x ó 8x 50%), colocadascon altas tasas de agua, particularmente si el tamaño de arena en la formación esconsistente
D10/D95<20
D40/D90<5
SUB 325 MESH>10%
Los valores medios de factores de ordenamiento con presencia de finos; se tratancon una combinación de gravas de tamaño considerable y rejillas que permitan elpaso de finos.
D10/D95>20
D40/D90>5
SUB 325 MESH>10%
Los valores más altos de las relaciones de valores D, particularmente combinadoscon grandes cantidades de finos son signos críticos, mostrando necesidad de“agrandar” el hoyo (mover la interfase formación-grava lejos del hoyo), a través defracturamiento, tecnología multilateral u horizontal, o grandes volúmenes depreempaque para minimizar daños a la permeabilidad en la interfase arena-gravadebidas al flujo.
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
4 0,99
10 2,49
16 2,6
20 2,7
30 4,57
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
Tasa de flujo: 1200 Bls/dia
Intervalo de producción: 200 pies
Tamaño del forro: 5 ½ pulgadas
Dimensión de las ranuras: 0,040¨x2¨x48 r/p
Curva de Análisis Granulométrico
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,010,1110
Tamaño del tamiz, mm
Po
rcen
taje
rete
nid
o a
cu
mu
lad
o, %
Serie1
La arena del empaque con grava debe garantizar la
Productividad y la mayor vida útil del pozo.
Lo cual se asegura si seguimos los Siguientes parámetros
Utilización de Grava de elevada calidad.
Especificaciones que garanticen la alta
permeabilidad para evitar perdida de
producción.
Seguir la Norma API-RP-58.
Solubilidad al Ácido Granulometría
Resistencia Mecánica Esfericidad y Redondez
Turbidez
CALIDAD DE GRAVA
Solubilidad al ácido Granulometría
Resistencia Mecánica Esfericidad y Redondez
Turbidez
Norma API RP 58
Solubilidad
ácido Granulometría
Resistencia
MecánicaEsfericidad
Redondez
Turbidez
Norma API
RP 58
96% del tamaño en el
rango
<2% del tamaño
menor
<2% del tamaño
mayor
Solubilidad
ácidoGranulometría
Resistencia
MecánicaEsfericidad
Redondez
Turbidez
Norma API
RP 58
La esfericidad de los granos es una
medida de la forma de los granos que
mas se asemejen a una esfera.
Una grava de menor esfericidad puede
romperse al bombearse y crearan
empaques ineficientes.
Idealmente la grava utilizada para el
empaque debe tener una esfericidad
mayor o igual a 0,75.
Solubilidadácido
Granulometría
ResistenciaMecánica
Esfericidad Redondez
Turbidez
Norma APIRP 58
La redondez de la grava es la medida
de la uniformidad y la curvatura de la
superficie de la grava . Un grano con
superficies curvas uniformes tiene un
grado alto de redondez.
Mientras mas angular sea la grava hay
mayor cantidad de bordes y puntas que
se pueden romper , creando finos por
lo cual resulta en un empaque
ineficiente.
Una grava con redondez de 0.6 o
mayor es la ideal para los
empaques.
Solubilidadácido
Granulometría
ResistenciaMecánica
Esfericidad Redondez
Turbidez
Norma APIRP 58
La solubilidad de la grava en ácidos
deberá ser determinada antes de su uso
para conocer el efecto que tendría un
tratamiento acido.
Causara perdida de material , menor
volumen del empaque lo que creara
problemas en el pozo.
Si existe mas del 1% de solubilidad
de la grava de empaque en acido
HCL-HF al 12% - 3% debera ser
rechazada.
Solubilidadácido
Granulometría
ResistenciaMecánica
Esfericidad Redondez
Turbidez
Norma APIRP 58
Indica el grado de pureza de la grava
entre mas cantidad de limos y arcillas
tiene la muestra, mayor es la turbidez.
Se mide en NTU y la grava deberá tener
menos o igual a 250 NTU. La cantidad de
impurezas puede influir en la solubilidad
de la grava en agua o en vapor.
Solubilidadácido
Granulometría
ResistenciaMecánica
Esfericidad Redondez
Turbidez
Norma APIRP 58
Esta especificación indica la
cantidad de finos que genera
una determinada grava cuando
se somete a un esfuerzo de
confinamiento.
De acuerdo a la calidad de la grava
existen rangos de finos aceptados
en función del esfuerzo aplicado.
ARENA NATURAL
20/40
Material Apuntalarte de diseño cerámico.
Densidad de Volumen y la gravedad especifica similar a arena.
Proporciona alta conductividad de fractura.
Presenta alta permeabilidad en los diferentes tamaños.
Excede las especificaciones de las normas para los Esfuerzos de
compresión.
Recomendaciones de uso.
Empaques de pozos profundos.
Fracturamiento de pozos.
Pozos sometidos a inyección de vapor.
Redondez 0.9
Esfericidad 0.9
Densidad lb/ft3 (g/cc) 97 (1.57)
Gravedad Especifica 2.71
Volumen absoluto gal/lb 0.044
Solubilidad en ácido 12/3 HCl/HF
(% perdida de peso)1.7
Al2O3 51
SiO2 45
TiO2 2
Fe2O3 1
Otros 1
PROPIEDADES TÍPICAS DE LA GRAVA
COMPOSICIÓN QUÍMICA(% EN PESO)
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
PRUEBA DE COMPRESIÓN
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 %
BAUXITA SINTÉTICA560 A 600 72 7 0,720/40 9 1,3
11 3,5
ALTA ALÚMINA 560 A 600 72 7 2,320/40 9 2,4
11 3,7
ARENA OTAWA 540 A 580 192 7 31,9500 A 540 72 9 38,5500 A 540 72 11 46,1
ARENA NACIONAL530 A 570 72 11 56
SPE 11793
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.
1,6
4,0 4,0
11,6
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
FIN
OS
GE
NE
RA
DO
S
(%)
WONEWOC JORDAN OTTAWA TEXAS
PRUEBAS A 4000 LPPC
ARENAS IMPORTADAS GRAVA OTTAWA 20/40
4,00 4,90
21,80 25,90
32,90 40,40
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
PRESIÓN DE CIERRE
% D
E F
INO
S G
EN
ER
AD
OS
2,5
7,9
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
FIN
OS
GE
NE
RA
DO
S (
%)
7500 10000
ARENAS SINTÉTICAS
12000 MD-FT
20000 MD-FT
6000 MD-FT
