Reestimación del ángulo de navegación a través del cálculo del buzamiento aparente
Reestimación del ángulo de navegación a través del cálculo del buzamiento aparente, en pozos horizontales o de alto ángulo perforados en yacimientos de poco espesor. Formación las piedras, campo Orocual, Distrito norte, Venezuela
El Campo Orocual de la formación las piedras presenta un ambiente de tipo fluvial en planicies deltaicas, caracterizada por espesos depósitos de planicie.bmp)
s de inundación y depósitos arenosos de canales anastomosados con baja densidad de apilamientos. Hacia los bordes de la cuenca los depósitos están formados por intercalaciones de arcillas y arenas finas de 15 a 20 pies de espesor ricas en crudos pesados y extrapesados con gravedades entre 8° y 12° API. Los depósitos presentan buzamientos entre 0 y 6 grados normalmente en sentido Sur-Sureste, Sur-Suroeste hacia el norte de la cuenca y Nor-Noroeste, Nor-Noreste hacia la zona sur le la cuenca creando una especie de embudo debido a que este patrón estructural responde a la estructura de colapso (hoyo Orocual) ubicada en el centro del campo. Estas intercalaciones con arcillas limitan la comunicación hidráulica de estos cuerpos, formando de esta manera yacimientos total o parcialmente aislados.
Planteamiento de los problemas
Bajo este escenario geológico, durante la perforación de la sección horizontal se presentan con frecuencia la pérdida de la continuidad de los cuerpos de arena, por lo tanto es obligatorio hacer fuertes cambios en la dirección de la perforación para lograr interceptar de nuevo el yacimiento, teniendo que realizar side tracks que garanticen la perforación de una sección productora dentro de la arena objetivo.
Cuando ocurren cambios durante la perforación las consecuencias que se presentan son la construcción de hoyos con alta tortuosidad y la perforación de secciones productoras con largos intervalos arcillosos que disminuyen la arena neta petrolífera y aumentan los riesgos de pega de tubería, poniendo en riesgo la sección perforada. Estas operaciones implican un mayor costo operacional durante la perforación y aumenta los riesgos operacionales durante la completación de la sección productora.
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La geometría de los cuerpos de arena que conforman la Formación Las Piedras, caracterizados por canales con cierta discontinuidad lateral y que se superponen según el grado de avulsión y subsidencia
En general el rumbo de la perforación de pozos horizontales se selecciona en dirección a las zonas donde las arenas cuentan con las mejores propiedades que favorezcan la producción, sin embargo no siempre esta dirección coincide con el rumbo de las capas o con la máxima pendiente de las mismas, obligando a calcular el ángulo de navegación en el sentido seleccionado, el cual se puede obtener calculando el buzamiento aparente de los estratos en la dirección seleccionada.
Metodología
1.-Conocer el ángulo y dirección del buzamiento de la arena que se quiere navegar el cual se puede obtener de registros Diplogs, registros Imágenes o en su defecto con la simple triangulación de los pozos más cercanos.
2.-La relación geométrica entre el plano de superficie del estrato y el plano horizontal de referencia permite calcular el buzamiento aparente con la ecuación tg βap= tg βr *seno θ donde; βr se refiere al ángulo del buzamiento real de la capa, θ se refiere al ángulo entre la dirección de navegación y el rumbo de la capa y βap se refiere al ángulo de buzamiento aparente de la capa, entonces el ángulo de navegación βN= 90°-βap
3.-El ángulo obtenido con esta relación debe ser el ángulo planificado para la navegación, sin embargo el mismo debe ser reajustado una vez se haya identificado en tope de la arena durante la perforación de la sección curva.
4.-El punto de entrada de la arena con sus coordenadas UTM y la profundidad del tope de la arena son los datos necesarios para crear un plano con otros dos puntos (pozos cercanos) al cual se le calcule la dirección y ángulo del buzamiento real, para con ello reestimar el ángulo de navegación.
5.-La diferencia entre en ángulo de navegación planificado y el ángulo de navegación reestimado dependerá de la complejidad geológica de la zona. Si el yacimiento esta contenido en un estrato estructuralmente homogéneo, la diferencia debe ser cero, sin embargo en la mayoría de los casos de perforaciones exitosas en el campo se reajustó el ángulo de navegación.
La aplicación de esta metodología permitió perforar con éxito varios pozos en los yacimientos de La Formación Las Piedras que tienen de 15 a 20 pies de espesor real, con ángulos de buzamiento aparente que variaron entre 2 a 4 grados, logrando completar secciones de 800 a 1200’ según lo estimado.
La metodología se puede aplicar para calcular el ángulo de navegación de cualquier pozo horizontal o inclinado en estratos con buzamientos.
Conclusiones
1. Metodología de trabajo para el cálculo del ángulo de navegación.
2. Fórmulas sencillas que se pueden utilizar en el campo para el reajuste de planes de perforación en la sección productora.
3. Construcción de pozos horizontales con secciones de mayor longitud en arenas de poco espesor.
4. Minimizar los riesgos geológicos durante la perforación.
5. Disminución de los costos y tiempos en pozos horizontales optimizando la perforación de la sección productora y evitando la realización de side tracks.
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s de inundación y depósitos arenosos de canales anastomosados con baja densidad de apilamientos. Hacia los bordes de la cuenca los depósitos están formados por intercalaciones de arcillas y arenas finas de 15 a 20 pies de espesor ricas en crudos pesados y extrapesados con gravedades entre 8° y 12° API. Los depósitos presentan buzamientos entre 0 y 6 grados normalmente en sentido Sur-Sureste, Sur-Suroeste hacia el norte de la cuenca y Nor-Noroeste, Nor-Noreste hacia la zona sur le la cuenca creando una especie de embudo debido a que este patrón estructural responde a la estructura de colapso (hoyo Orocual) ubicada en el centro del campo. Estas intercalaciones con arcillas limitan la comunicación hidráulica de estos cuerpos, formando de esta manera yacimientos total o parcialmente aislados.Planteamiento de los problemas
Bajo este escenario geológico, durante la perforación de la sección horizontal se presentan con frecuencia la pérdida de la continuidad de los cuerpos de arena, por lo tanto es obligatorio hacer fuertes cambios en la dirección de la perforación para lograr interceptar de nuevo el yacimiento, teniendo que realizar side tracks que garanticen la perforación de una sección productora dentro de la arena objetivo.
Cuando ocurren cambios durante la perforación las consecuencias que se presentan son la construcción de hoyos con alta tortuosidad y la perforación de secciones productoras con largos intervalos arcillosos que disminuyen la arena neta petrolífera y aumentan los riesgos de pega de tubería, poniendo en riesgo la sección perforada. Estas operaciones implican un mayor costo operacional durante la perforación y aumenta los riesgos operacionales durante la completación de la sección productora.
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La geometría de los cuerpos de arena que conforman la Formación Las Piedras, caracterizados por canales con cierta discontinuidad lateral y que se superponen según el grado de avulsión y subsidenciaEn general el rumbo de la perforación de pozos horizontales se selecciona en dirección a las zonas donde las arenas cuentan con las mejores propiedades que favorezcan la producción, sin embargo no siempre esta dirección coincide con el rumbo de las capas o con la máxima pendiente de las mismas, obligando a calcular el ángulo de navegación en el sentido seleccionado, el cual se puede obtener calculando el buzamiento aparente de los estratos en la dirección seleccionada.
Metodología
1.-Conocer el ángulo y dirección del buzamiento de la arena que se quiere navegar el cual se puede obtener de registros Diplogs, registros Imágenes o en su defecto con la simple triangulación de los pozos más cercanos.
2.-La relación geométrica entre el plano de superficie del estrato y el plano horizontal de referencia permite calcular el buzamiento aparente con la ecuación tg βap= tg βr *seno θ donde; βr se refiere al ángulo del buzamiento real de la capa, θ se refiere al ángulo entre la dirección de navegación y el rumbo de la capa y βap se refiere al ángulo de buzamiento aparente de la capa, entonces el ángulo de navegación βN= 90°-βap
3.-El ángulo obtenido con esta relación debe ser el ángulo planificado para la navegación, sin embargo el mismo debe ser reajustado una vez se haya identificado en tope de la arena durante la perforación de la sección curva.
4.-El punto de entrada de la arena con sus coordenadas UTM y la profundidad del tope de la arena son los datos necesarios para crear un plano con otros dos puntos (pozos cercanos) al cual se le calcule la dirección y ángulo del buzamiento real, para con ello reestimar el ángulo de navegación.
5.-La diferencia entre en ángulo de navegación planificado y el ángulo de navegación reestimado dependerá de la complejidad geológica de la zona. Si el yacimiento esta contenido en un estrato estructuralmente homogéneo, la diferencia debe ser cero, sin embargo en la mayoría de los casos de perforaciones exitosas en el campo se reajustó el ángulo de navegación.
La aplicación de esta metodología permitió perforar con éxito varios pozos en los yacimientos de La Formación Las Piedras que tienen de 15 a 20 pies de espesor real, con ángulos de buzamiento aparente que variaron entre 2 a 4 grados, logrando completar secciones de 800 a 1200’ según lo estimado.
La metodología se puede aplicar para calcular el ángulo de navegación de cualquier pozo horizontal o inclinado en estratos con buzamientos.
Conclusiones
1. Metodología de trabajo para el cálculo del ángulo de navegación.
2. Fórmulas sencillas que se pueden utilizar en el campo para el reajuste de planes de perforación en la sección productora.
3. Construcción de pozos horizontales con secciones de mayor longitud en arenas de poco espesor.
4. Minimizar los riesgos geológicos durante la perforación.
5. Disminución de los costos y tiempos en pozos horizontales optimizando la perforación de la sección productora y evitando la realización de side tracks.
Referencias
Charla dictada en el II Foro de perforación realizado en Intevep por Ing. Geo. Jesús Hernández Mata. PDVSA. Ing. Geo. Wilmen Jiménez. PDVSA. Ing. Geo. Mariangel Martínez. PDVSA.