Primavera de 2007

Muestreo guiado de fluidos

Modelos para la colocacin de pozos

Tecnologas de levantamiento artificial por gas

Oilfield Review

SCHLUMBERGER OILFIELD REVIEW

PRIMAVERA DE 2007

VOLUMEN

18 NUM

ERO 4

07-OR-001-S

Las operaciones de reinyeccin de recortes (CRI) desempe anun rol vital en el manejo de los residuos de la industria deE&P. En ConocoPhillips, nuestro compromiso con la salud, laseguridad y el medio ambiente es parte de nuestros valoresprimordiales, enfatizados por nuestra iniciativa SPIRIT quepone de relieve la seguridad, la gente, la integridad, la respon-sabilidad, la innovacin y el trabajo en equipo. El manejo delos residuos de perforacin de nuestras operaciones en todo elmundo es slo uno de los numerosos aspectos de la iniciativaSPIRIT, y representa el compromiso de ConocoPhillips paracon el liderazgo industrial y la proteccin del medio ambiente.

La inyeccin de recortes y otros residuos de perforacin en lasformaciones subterrneas suele ser la forma econmicamentems efectiva de manejar estos materiales. No obstante, dejandode lado los costos, el beneficio ms importante de las operacionesCRIconocidas genricamente como inyeccin de slidospara ConocoPhillips y la industria en su totalidad, es que las ope-raciones de inyeccin de slidos constituyen un mtodo de elimi-nacin de residuos de perforacin, seguro y amigable para con elmedio ambiente. El artculo Tecnologa de avanzada en el manejode residuos de perforacin, pgina 60, describe las tecnologas CRI.

En muchas regiones del mundo, siendo el Mar del Norte uncaso particularmente en discusin, las regulaciones que exigenoperaciones sin vertido ahora impiden la eliminacin rutinariade recortes o slidos en el lecho marino. Hoy en da, aun enausencia de regulaciones especficas en materia de vertidos, lascompaas tales como ConocoPhillips han adoptado volunta-riamente polticas que exigen operaciones sin vertido, lo quehace que las prcticas que limitan o eliminan las descargas enel medio ambiente formen parte de las operaciones cotidianas.

En las operaciones sin vertido, el operador dispone de dosalternativas principales. En primer lugar, los slidos puedentratarse y enviarse a tierra en un proceso que se conoce comocontencin y transporte a tierra, para eliminarse luego en losespacios disponibles como rellenos sanitarios. Por su mismanaturaleza, las operaciones de tipo contencin y transporte atierra pueden plantear riesgos para la seguridad, debido al tra-tamiento reiterado de residuos slidos y lquidos. Estas opera-ciones requieren adems volmenes sustanciales de elimina-cin en tierra firme y en la realidad slo transfieren el residuode un ambiente terrestre a otro.

Alternativamente, los desechos pueden inyectarse en elpozo, devolvindolos en ltima instancia a su punto de origen.En resumen, la tecnologa CRI ofrece los siguientes beneficios:

cumple con las regulaciones y polticas que exigen opera-ciones sin vertido mediante la eliminacin de los derramesal mar por la borda

elimina el tratamiento, tanto marino como terrestre y lanecesidad de manipular volmenes de relleno sanitario

devuelve los slidos de campos petroleros a su ambienteoriginal

constituye un mtodo ambientalmente responsable para laeliminacin de residuos en lugares remotos, donde los pro-cedimientos de eliminacin en tierra firme no constituyenuna opcin

reduce o elimina los desafos logsticos y de seguridad,asociados con el manipuleo reiterado de los desechos enlas operaciones de tipo contencin y transporte a tierra.

Acerca de la importancia de la reinyeccin de recortes

Si bien las operaciones CRI poseen beneficios significativos,no representan una panacea universal. En ciertos ambientes deperforacin, es probable que no existan formaciones que con-tengan los materiales inyectados. En estos casos, se debenemplear otras opciones de eliminacin de slidos.

Cuando se dispone de un ambiente de inyeccin adecuado, lasoperaciones CRI requieren la evaluacin, el diseo, la implemen-tacin y el monitoreo cuidadosos del proceso de inyeccin demanera de minimizar todos los riesgos y mantener la contencin.Debe utilizarse el monitoreo adecuado del proceso de inyeccinpara demos trar que se mantiene una contencin positiva y, ade-ms, proporcionar las referencias en funcin de las cuales sepueda actualizar y mejorar el diseo y la implementacin.

La aceptacin de las operaciones de inyeccin de slidos escada vez mayor en todo el mundo, ya que constituyen unaforma de eliminacin de slidos de campos petroleros segura yamigable con el medio ambiente. Es crucial que las operacio-nes CRI futuras observen las mejores prcticas de evaluacin,diseo, implementacin y monitoreo para mantener sus bue-nos antecedentes. En tal sentido, se ha comenzado a trabajaren una monografa SPE sobre inyeccin de slidos para captarlos ltimos adelantos en materia de mejores prcticas. Estamonografa, cuya conclusin est prevista para fines de 2007,reunir los conocimientos de numerosos especialistas en elrea de la inyeccin de slidos, inclusive de ConocoPhillips.Proporcionar una diversidad de informacin tcnica y se cen-trar en, e ilustrar, las claves para la ejecucin de operacio-nes CRI exitosas.

A medida que ConocoPhillips y otras compaas de la industriade E&P continen explorando y desarrollando reservas en reasdel mundo cada vez ms complejas, seguiremos manteniendouna atencin esmerada en nuestros principios fundamentales;especialmente, la salud, la seguridad y el medio ambiente. Lasoperaciones de reinyeccin de recortes, correctamente disea-das, implementadas y monitoreadas, seguirn desempeandoun rol clave en la adhesin a nuestros principios mediante elmanejo y la reduccin de los residuos de campos petroleros.

Neal B. Nagel, PhDIngeniero geomecnico principalConocoPhillipsHouston, Texas

Neal B. Nagel se desempea como ingeniero geomecnico principal para el seg-mento de Tecnologa de Pozos de ConocoPhillips, Houston, desde el ao 2002.Como ingeniero geomecnico, desarrolla y actualiza pronsticos de subsidencia yanlisis de riesgos, y evala datos de campo para la determinacin de causas ytendencias en la subsidencia de los campos Ekofisk y Eldfisk. Adems, efectaevaluaciones de compresibilidad y subsidencia de campo para operaciones inter-nacionales. Ingres en la compaa en 1989, en Bartlesville, Oklahoma, y hadesempeado numerosos roles relacionados con la geomecnica y la subsidencia,tanto en EUA como en Noruega. Neal posee una licenciatura, una maestra y undoctorado en ingeniera minera de la Universidad de Missouri-Rolla, en EUA. Haocupado funciones docentes en la Universidad Southern Illinois, en Carbondale,EUA, y en el Instituto de Minera y Tecnologa de Nuevo Mxico, en Socorro, EUA.

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Schlumberger

Oilfield Review4 Muestreo guiado y anlisis

de fluidos en el fondo del pozo

Una nueva herramienta de muestreo de fluidos en el fondo delpozo separa eficientemente el fluido de formacin de la conta-minacin con filtrado de lodo en las primeras etapas del procesode muestreo. Esto permite la adquisicin de muestras de fluidode alta pureza, en una fraccin del tiempo requerido por la tec-nologa de muestreo de fondo de pozo convencional. Adems,este mtodo proporciona resultados superiores para el anlisisde fluidos en el fondo del pozo. Este artculo describe las venta-jas de la nueva herramienta de muestreo guiado a travs deejemplos de operaciones de muestreo de hidrocarburos y aguadel Golfo de Mxico, el Mar del Norte, India y Medio Oriente.

22 Mejoras en la colocacin de pozos con el modelado durante la perforacin

Los avances registrados en las tecnologas de perforacin y enoperaciones de LWD y MWD estn ayudando a los operadores aproducir y recuperar ms hidrocarburos, utilizando trayectoriasde pozos cada vez ms complejas. Provista de computadoras demayor capacidad y de programas integrales de modelado y si -mulacin fciles de utilizar, la industria est explotando ahoraaplicaciones de modelado de yacimientos durante la perforacinpara la colocacin de pozos. Este artculo repasa los mtodosde modelado y simulacin durante la perforacin, citando dosejemplos donde se examinan estos conceptos.

34 Tecnologas en evolucin: Bombas elctricas sumergibles

La historia de la tecnologa de levantamiento artificial estmarcada por innovaciones que extendieron los lmites deldesempeo, ampliando de ese modo el abanico de aplicacionesde las bombas. Los avances registrados en materia de diseo ymanufactura de bombas elctricas sumergibles estn propor-cionando mayor confiabilidad, reduciendo a la vez el tiempo deinstalacin. Mediante el monitoreo y anlisis de la operacinde la bomba, los productores pueden mejorar tanto el desem-peo del yacimiento como el rendimiento de la bomba.

Editor ejecutivo y editor de produccinMark A. Andersen

Editor consultorLisa Stewart

Editores seniorMatt Garber Don Williamson

EditoresRoopa GirMatt Varhaug

ColaboradoresRana RottenbergJudy JonesRussel C. Hertzog

Diseo y produccinHerring DesignSteve Freeman

IlustracionesTom McNeffMike MessingerGeorge Stewart

ImpresinWetmore Printing CompanyCurtis Weeks

Traduccin y produccinLynx Consulting, Inc.

E-mail: info@linced.com;http://www.linced.com

TraduccinAdriana RealEdicinAntonio Jorge TorreSubedicinNora RosatoDiagramacinDiego Snchez

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Dirigir la correspondencia editorial a:Oilfield Review1325 S. Dairy Ashford Houston, Texas 77077 EUA(1) 281-285-7847Facsmile: (1) 281-285-1537E-mail: editorOilfieldReview@slb.com

Dirigir las consultas de distribucin a:Carlos CaladTelfono: (55) 21 3824 7461 (Patricia)Directo: (55) 21 3824 7463Facsmile: (55) 21 2112 4601E-mail: calad1@slb.com

Sussumu NakamuraTelfono: (55) 21 3824 7461 (Patricia)Directo: (55) 21 3824 7460Facsmile: (55) 21 2112 4601E-mail: snakamura@slb.com

Enlaces de inters:

Schlumbergerwww.slb.com

Archivo del Oilfield Reviewwww.slb.com/oilfieldreview

Glosario del Oilfield Reviewwww.glossary.oilfield.slb.com

Primavera de 2007Volumen 18

Nmero 4

75 Colaboradores

78 Prximamente en Oilfield Review

79 Nuevas publicaciones

80 ndice anual

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50 La presin aumenta: Innovaciones en sistemas de levantamiento artificial por gas

Las innovaciones registradas en tecnologas de levantamientoartificial por gas de alto rendimiento, estn extendiendo laenvolvente para los sistemas de levantamiento artificial en terminaciones submarinas y de aguas profundas. Estas nuevastecnologas adecuadas con fines especficos han sido desarro-lladas para satisfacer las necesidades de contar con presionesde operacin ms elevadas, regmenes de produccin ms altosy mejoras en la seguridad.

60 Tecnologa de avanzada en el manejo de residuos de perforacin

Los residuos generados durante las operaciones de perforacindestinadas a obtener hidrocarburos deben ser manejadoscorrectamente. Ahora, la experiencia de la industria en materiade tratamientos de fracturamiento hidrulico para recuperarhidrocarburos se ha volcado al objetivo de almacenar estosescombros y rocas en formaciones profundas. La solucin puedeser econmicamente efectiva, adems de ser un mtodoambientalmente respon sable de eliminacin de residuos deperforacin. Esta tecnologa es ilustrada con ejemplos de todoel mundo.

Syed A. AliChevron Energy Technology Co.Houston, Texas, EUA

Abdulla I. Al-KubaisySaudi AramcoRas Tanura, Arabia Saudita

Dilip M. KaleONGC Energy CentreNueva Delhi, India

Roland HampWoodside Energy, Ltd.Perth, Australia

George KingBPHouston, Texas

Eteng A. SalamPERTAMINAYakarta, Indonesia

Richard WoodhouseConsultor independienteSurrey, Inglaterra

Consejo editorial

En la portada:

Los especialistas del centro de bombaselctricas sumergibles de Schlumbergeren Tyumen, Rusia, colocan un conjuntoprotector en su lugar antes de las prue-bas. Este montaje ser llenado con aceitey probado en el ambiente controlado delas instalaciones antes de ser enviado alcampo para su instalacin. El equipo deproteccin personal mostrado en la figu-ra obedece al plan local y a la normativade Schlumberger de proteccin contrariesgos; no se utilizan guantes en esteproceso para evitar la contaminacin con las fibras de algodn.

Oilfield Review es una publicacin tri-mestral de Schlumberger destinada a losprofesionales de la industria petrolera,cuyo objetivo consiste en brindar infor-macin acerca de los adelantos tcnicosrelacionados con la bsqueda y produc-cin de hidrocarburos. Oilfield Review sedistribuye entre los empleados y clientesde Schlumberger y se imprime en losEstados Unidos de Norteamrica.

A menos que se indique lo contrario, lassiglas que aparecen en esta publicacincorresponden al idioma ingls.

Cuando se menciona slo el lugar deresidencia de un colaborador, significaque forma parte del personal deSchlumberger.

2007 Schlumberger. Todos los dere-chos reservados. Ninguna parte de estapublicacin puede ser reproducida, archi-vada o transmitida en forma o medioalguno, ya sea electrnico o mecnico,fotocopiado o grabado, sin la debidaautorizacin escrita de Schlumberger.

4 Oilfield Review

Muestreo guiado y anlisis de fluidos en el fondo del pozo

Ridvan AkkurtSaudi AramcoDhahran, Arabia Saudita

Martin BowcockBG GroupReading, Inglaterra

John Davies ChevronHouston, Texas

Chris Del CampoSugar Land, Texas, EUA

Bunker HillRosharon, Texas

Sameer JoshiDibyatanu KunduMumbai, India

Sanjay KumarCairn Energy India Pty LtdGurgaon, India

Michael OKeefeHobart, Tasmania, Australia

Magdy SamirAberdeen, Escocia

Jeffrey TarvinCambridge, Massachusetts, EUA

Peter WeinheberHouston, Texas

Stephen WilliamsHydroBergen, Noruega

Murat ZeybekAl-Khobar, Arabia Audita

Por su colaboracin en la preparacin de este artculo, se agradece a Stephane Briquet, David Nez y RicardoVsquez, Sugar Land, Texas; Kre Otto Eriksen, Statoil ASA,Stavanger; Noriuki Matsumoto, Sagamihara, Kanagawa,Japn; Moin Muhammad, Edmonton, Alberta, Canad; OliverMullins, Houston; Tribor Rakela, Caracas; John Sherwood, Cambridge, Inglaterra; y Dag Stensland, ENINorge, Stavanger. Se agradece adems a ConocoPhillips(UK) Ltd.CFA (Analizador de la Composicin de los Fluidos), InterACT,LFA (Analizador de Fluidos Vivos), MDT (Probador Modularde la Dinmica de la Formacin), MRX (Resonancia Magntica eXpert), Quicksilver Probe, Platform Express,PVT Express y SlimXtreme son marcas de Schlumberger.

Un nuevo dispositivo de muestreo guiado permite la obtencin de muestras de fluidos de

fondo de pozo de pureza inigualable y en una fraccin del tiempo requerido por la tec -

nologa de muestreo convencional. Adems, el mtodo resulta altamente superior para

las mediciones de las propiedades de los fluidos de formacin en el fondo del pozo.

Para entender las propiedades de los fluidos deyacimientos de hidrocarburos, es necesario reali-zar mediciones en muestras de fluidos. El anlisisde las muestras ayuda a identificar el tipo defluido, estimar las reservas, evaluar el valor de loshidrocarburos y determinar las propiedades delos fluidos para optimizar as la produccin. Utili-zando los resultados del anlisis de los fluidos, lascompaas petroleras deciden cmo terminar unpozo, desarrollar un campo, disear instalacionesde superficie, conectar campos satlites y mez-clar la produccin entre los pozos.

El anlisis de los fluidos tambin es impor-tante para comprender las propiedades del aguade formacin, las cuales pueden tener un impactoeconmico significativo en cualquier proyecto. Amenudo, la meta ms crtica es la identificacinde las propiedades corrosivas del agua, con elobjetivo de seleccionar los materiales de termi -nacin de pozos y evaluar el potencial deacumulacin de incrustaciones para evitar pro-blemas de asegu ramiento del flujo. Adems, losanalistas de registros necesitan cuantificar lasalinidad del agua de formacin para la evalua-cin petrofsica, y los gelogos e ingenieros deyacimientos deben establecer el origen del aguapara evaluar la conectividad del yacimiento.

Las muestras de fluido de formacin puedenobtenerse utilizando una de las tres tcnicasprincipales. En primer lugar, los probadores deformacin operados con cable y desplegados enagujero descubierto, pueden utilizarse para ob -te ner muestras de fluidos y realizar el anlisisde las mismas en el fondo del pozo, asegurandola obtencin de muestras ptimas y la posibilidad

de analizar los fluidos en las primeras etapas dela vida productiva del pozo. Estos probadoresproveen un mtodo econmicamente efectivopara obtener muestras de fluidos en forma tem-prana, con un desempeo que a menudo iguala osupera el desempeo logrado con el segundomtodo; el de pruebas de formacin efectuadas atravs de la columna de perforacin (DST). Enel pasado, las pruebas DST, diseadas habitual-mente para probar la produccin e investigar laextensin del yacimiento, producan muestrascon menos contaminacin que las muestrasextradas en agujero descubierto. Las pruebasDST requieren un proceso de planeacin anti -cipada y terminaciones de pozos que puedantolerar las presiones de produccin; y, adems,pueden costar mucho ms que los mtodos deextraccin de muestras en agujero descubierto,es pecialmente en pozos marinos. Con el tercermtodo, las muestras pueden obtenerse me dian -te herramientas operadas con cable desplegadasen pozos entubados y ya puestos en produccin.

Un aspecto importante del muestreo de flui-dos es el anlisis de los fluidos en condiciones deyacimiento, que ayuda a validar la calidad de lasmuestras durante el proceso de muestreo y que,adems. posibilita el mapeo de las variacionesverticales de las propiedades de los fluidos, per-mitiendo que los intrpretes determinen laco nec tividad vertical y definan la arquitecturade los yacimientos en las primeras etapas de lavida productiva del campo. Las muestras de flui-dos no contaminadas permiten la medicinprecisa de las propiedades de los fluidos, tantoen el fondo del pozo como en la superficie.

1. La frase composicin hasta C30+ indica que loscompuestos de hasta 29 tomos de carbono sediscriminan por separado, combinndose el resto en una fraccin indicada como C30+.El punto de escurrimiento es la temperatura mnima a la que el petrleo se escurre o fluye.

2. Fujisawa G, Betancourt S, Mullins OC, Torgersen T,OKeefe M, Terabayashi T, Dong C y Eriksen KO: LargeHydrocarbon Compositional Gradient Revealed by In-SituOptical Spectroscopy, artculo SPE 89704, presentadoen la Conferencia y Exhibicin Tcnica Anual de la SPE,Houston, 26 al 29 de septiembre de 2004.

3. Mullins OC, Schroer J y Beck GF: Real-TimeQuantification of Filtrate Contamination During OpenholeWireline Sampling by Optical Spectroscopy,

Transcripciones del 41er Simposio Anual de Adquisicinde Registros de la SPWLA, Dallas, 4 al 7 de junio de 2000,artculo SS.Mullins OC y Schroer J: Real-Time Determination ofFiltrate Contamination During Openhole WirelineSampling by Optical Spectroscopy, artculo SPE 63071,presentado en la Conferencia y Exhibicin Tcnica Anualde la SPE, Dallas, 1 al 4 de octubre de 2000.Dong C, Mullins OC, Hegeman PS, Teague R, Kurkjian A yElshahawi H: In-Situ Contamination Monitoring and RGPMeasurement of Formation Fluid Samples, artculo SPE77899, presentado en la Conferencia y Exhibicin delPetrleo y el Gas del Pacfico Asitico de la SPE,Melbourne, Australia, 8 al 10 de octubre de 2002.

Primavera de 2007 5

Despus de obtenidas, las muestras se anali-zan habitualmente en un laboratorio, donde sonsometidas a una serie de pruebas que dependende lo que el cliente necesita conocer. Los anli-sis estndar para las muestras de hidrocarburosincluyen la composicin qumica hasta C30+, larelacin gas-petrleo (RGP), la densidad, la vis-cosidad, y las propiedades de las fases, talescomo presin de saturacin, punto de burbujeo,punto de escurrimiento y estabilidad de losasfaltenos.1 Ahora es posible obtener numerosasmediciones en el fondo del pozo, utilizandomtodos de espectroscopa ptica para caracte-rizar los fluidos de formacin en condiciones deyacimiento.2 Estas mediciones incluyen la densi-dad volumtrica, la densidad ptica, la RGP y lacomposicin qumica hasta C6+.

Las mediciones de los fluidos en el laborato-rio y en el fondo del pozo requieren, en amboscasos, muestras puras y sin contaminar. La con-taminacin se produce cuando el filtrado delfluido de perforacin miscible, que ha invadido

la formacin, se mezcla con el fluido de forma-cin que est siendo muestreado. Por ejemplo,las muestras de hidrocarburos se contaminancon filtrado de lodo a base de aceite (OBM) y lasmuestras de agua se mezclan con filtrado delodo a base de agua (WBM).

Para reducir la contaminacin durante la reco-leccin de las muestras, los ingenieros re curren ,en general, a aumentar el volumen del fluido extra-do del yacimiento mediante el incremento de los

tiempos o de la velocidad de bombeo. El anlisisdel nivel de contaminacin del fondo de pozopuede determinar cundo el fluido que fluye a tra-vs de la lnea de flujo de la herramienta demuestreo se encuentra suficientemente limpiocomo para ser recolectado.3 Sin embargo, los tiem-pos de bombeo largos aumentan el tiempo deequipo de perforacin y los costos asociados con elmismo, y pueden incrementar el riesgo de atasca-miento de las herramientas en el fondo del pozo.

Dependiendo de la permeabilidad del yaci-miento, las tasas de bombeo altas pueden hacerque la presin del fluido de yacimiento caiga pordebajo de la presin de saturacin. Si esto

sucede, las muestras de fondo de pozo no sernrepresentativas del fluido del yacimiento. En elcaso de formaciones no consolidadas, un rgimende bombeo alto puede inducir la produccin de

arena. Adems, en ambientes con una alta perme-abilidad vertical, ni siquiera los tiempos debombeo largos y los altos regmenes de bombeogarantizan la obtencin de muestras limpias.

Los especialistas en anlisis de fluidos hantrabajado para comprender y mitigar los efectosde la contaminacin sobre las muestras. Algunosmtodos buscan obtener la composicin o la RGPde una muestra pura, conociendo la composicindel OBM que contamina la muestra recolectada.4

Sin embargo, las propiedades de fluidos esti -madas de este modo van acompaadas deincertidumbres y errores. Los investigadores hancuantificado los errores causados por la contami-nacin en ciertas mediciones. Por ejemplo, lapresin a la que precipitan los asfaltenos de lasolucin en los petrleos crudos, se reduce enpresencia de contaminacin con OBM. En uncaso, un nivel de contaminacin con OBM de tanslo un 1% en peso, hizo que la presin de iniciode la precipitacin de asfaltenos sufriera unareduccin de entre 100 y 150 lpc [0.7 a 1.0 MPa](izquierda).5 Por ende, las mediciones realizadasen muestras contaminadas subestiman la presinde inicio de la precipitacin de asfaltenos, y pue-den afectar negativamente las predicciones deaseguramiento del flujo y de produccin. Estosresultados ponen de manifiesto la necesidad decontar con muestras con niveles de contamina-cin extremadamente bajos.

Un nuevo dispositivo de muestreo, diseadopara reducir la contaminacin con filtrado, gua(focuses) el flujo de admisin de modo que elfluido del yacimiento fluye hacia una lnea demuestreo, mientras que el filtrado fluye haciauna lnea independiente. Con esta herramientainnovadora, el fluido contaminado con filtradode lodo puede separarse en forma eficaz delfluido de formacin en las primeras etapas delproceso de muestreo. Se puede obtener unamuestra del fluido de yacimiento limpia, muchoms rpido que con las tcnicas de muestreoconvencionales. Este artculo describe las venta-jas de la nueva herramienta de muestreo guiado(focused fluid sampling), utilizando ejemplosde muestreo de hidrocarburos y agua en camposdel Golfo de Mxico, el Mar del Norte, India yMedio Oriente.

Ms rpido y ms limpioPara apreciar en su totalidad las ventajas delnuevo mtodo de muestreo, es necesario haceruna breve descripcin de la tecnologa conven-cional de muestreo de fluidos en el fondo delpozo. En el escenario tpico, la perforacin a tra-vs de una formacin permeable en condicionesde sobre balance, facilitar la invasin del fil-

6 Oilfield Review

Presin desaturacin

Presiones de inicio de laprecipitacin de asfaltenos

Contaminacin(en base al petrleo vivo)

2.6% en peso7.6% en peso14.2% en peso19.4% en peso

Presin

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luz t

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> Muestreo de fluidos de formacin convencional con un probador de laformacin operado con cable. El probador hace que un empacador se sellecontra la pared del pozo, y luego presiona una probeta a travs del revo quede filtracin y contra la formacin (derecha). El fluido de formacin seindica en azul grisceo y el filtrado en marrn claro. La probeta (izquierda)posee un solo orificio de admisin. Cuando se inicia el bombeo, el fluido seencuentra muy contaminado (grfica, inserto), pero la contaminacin sereduce gradualmente con el tiempo. No obstante, es probable que aun contiempos de bombeo largos, el nivel de contaminacin no alcance un valoraceptable en ciertas formaciones.

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Tiempo

Muestra aceptable

> Efecto de la contaminacin con filtrado de lodo a base de aceite (OBM) sobre la presin de inicio dela precipitacin de asfaltenos. El anlisis de laboratorio sobre los petrleos vivos, con el agregado decantidades variables de filtrado OBM, muestra una reduccin de las presiones de inicio de la preci pi -tacin de asfaltenos con el incremento de la contaminacin con OBM. Los petrleos vivos son petr -leos que contienen gas disuelto. La precipitacin de asfaltenos es detectada por el factor de trans mi -sin de la luz; los precipitados dispersan la luz y reducen el factor de transmisin. stos y otros expe -rimentos similares muestran que para una contaminacin con OBM de un 1% (porcentaje en peso), la presin de inicio de la precipitacin de asfaltenos se reduce entre 100 y 150 lpc. La muestra con19.4% de contaminacin alcanz la presin de saturacin antes de alcanzar la presin de preci pita -cin de asfaltenos. (Adaptado de Muhammad et al, referencia 5).

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trado de fluido de perforacin hacia la forma-cin y la creacin del revoque de filtracin sobrela pared del pozo. Durante el muestreo conven-cional del fluido de formacin, un probador de laformacin operado con cable asienta un empa-cador contra la pared del pozo para aislar laprobeta de muestreo de los fluidos del pozo y dela presin hidrosttica. Luego, la probeta es pre-sionada a travs del revoque de filtracin ycontra la formacin (pgina anterior, abajo).Una vez logrado el sellado exitoso del empaca-dor, la probeta de muestreo se conecta con laformacin, quedando la lnea de flujo de laherramienta aislada del fluido del pozo y de lapresin hidrosttica.

A medida que la herramienta de muestreoextrae fluido de la formacin a travs de la pro-beta, el primer fluido de yacimiento que ingresaen la lnea de flujo se contamina con el filtradodel fluido de perforacin. El nivel de conta -minacin, monitoreado en tiempo real conanalizadores espectroscpicos de fondo de pozo,se reduce conforme contina la extraccin.Dependiendo de la permeabilidad de la forma-cin, la anisotropa y la magnitud de la invasin,la viscosidad del fluido de formacin, y el tiempo

de bombeo, la reduccin de la tasa y presin deflujo, el nivel de contaminacin puede reducirse losuficiente o no como para permitir la reco leccinde una muestra de fluido que sea representativadel fluido de formacin. El fluido contaminado confiltrado de zonas invadidas profundamente, puedeseguir alimentando la probeta de muestreo y, enlos casos en los que el revoque de filtracin se haformado deficientemente, el fluido del pozo puedeseguir invadiendo la formacin a un ritmo relati-vamente significativo. El logro de niveles decontaminacin suficientemente bajos quizsrequiera operaciones de bombeo prolongadas queinsumen varias horas. Esto puede resultar costosoen trminos de tiempo de equipo de perforacin yen una mayor exposicin al atascamiento en agu-jeros descubiertos.

Buscando formas de mejorar la calidad de lasmuestras y reducir el tiempo de muestreo, loscientficos investigaron los efectos de las dife-rentes configuraciones de las probetas. Paracomprobar la idea de que el flujo guiado hacia elinterior de una probeta poda reducir la conta-minacin de una muestra y acortar el tiempo demuestreo, un cientfico del Centro de Investiga-ciones de Schlumberger en Cambridge,

Inglaterra, simul el flujo hacia el interior deunas probetas modificadas.6 Los resultados delmodelado ayudaron a determinar el tamaoptimo de las probetas. Los investigadores delCentro de Investigaciones Doll de Schlumbergeren Ridgefield, Connecticut, EUA, realizaronexperimentos 2D en modelos de laboratorio paradeterminar los beneficios potenciales de la lim-pieza de las muestras (arriba).7 Las probetasmodificadas posean tres aberturas: dos aberturaslaterales, denominadas probetas de proteccin

A

B

C

D

Sin proteccin

A

B

C

D

Con proteccin

> Configuracin y resultados visuales de los experimentos de laboratorioque simulan el flujo guiado. La configuracin experimental (arriba) con sis -ti en una formacin 2D hecha con partculas de vidrio, rodeadas por unsolo aceite con un ndice ptico idntico al de las partculas de vidrio, todosostenido entre dos placas de vidrio verticales. La porcin inferior delaceite se ti de rojo para representar la zona invadida con filtrado. Por encima de esta porcin, el aceite se dej transparente. Utilizando undispositivo de probetas de muestreo y de proteccin (o descarte) en la basede la formacin, se extrajo el fluido (inserto). Una cmara monito re la lim -pieza en la formacin, directamente frente al dispositivo de probetas. Despusdel procesamiento de las imgenes, las imgenes visuales obtenidas conla tcnica de repeticin (izquierda) muestran diferencias grandes en la zonalimpiada con la probeta de muestreo sola (izquierda) y con las probetas demuestreo y de proteccin juntas (derecha). La probeta de muestreo y la pro -beta de proteccin limpian un rea grande frente a la probeta de muestreo,lo que asegura que slo el fluido no contaminado ingrese en la probeta demuestreo.

4. Gozalpour F, Danesh A, Tehrani D-H, Todd AC y Tohidi B:Predicting Reservoir Fluid Phase and VolumetricBehaviour from Samples Contaminated with Oil-BasedMud, artculo SPE 56747, presentado en la Conferenciay Exhibicin Tcnica Anual de la SPE, Houston, 3 al 6 deoctubre de 1999.

5. Muhammad M, Joshi N, Creek J y McFadden J: Effectof Oil Based Mud Contamination on Live FluidAsphaltene Precipitation Pressure, presentado en la 5taConferencia Internacional sobre el Comportamiento dela Fase Petrleo y la Acumulacin de Incrustaciones,Banff, Alberta, Canad, 13 al 17 de junio de 2004.

6. Sherwood JD: Optimal Probes for Withdrawal ofUncontaminated Fluid Samples, Physics of Fluids 17, no. 8 (Agosto de 2005): 083102.

7. Tarvin JA, Gustavson G, Balkunas S y Sherwood J:Sampling Fluid from a Two-Dimensional Porous MediumWith a Guard Probe, presentado ante el Journal ofPetroleum Science and Engineering.

Fluido de formacin y filtrado(lado de suministro)

Muestreo y conductividad(lado de medicin)

Acumuladores

Vlvulas demedicin

Vlvulas demedicin

Medidoresde flujo

Medidoresde flujo

Medidores deconductividad

(o de descarte), que extraan y alejaban el fluidocontaminado de la porcin central de la probeta,y una abertura central, denominada probeta demuestreo, que recolectaba el fluido con bajonivel de contaminacin. Los resultados experi-mentales indicaron que la limpieza con lasprobetas de proteccin activas se producamucho ms rpido que sin ellas, logrando nivelesde contaminacin ms bajos con menos volumende fluido bombeado (abajo, a la izquierda).

Las pruebas de ingeniera adicionales, realiza-das en el Centro de Tecnologa de Sugar Land enTexas, extendieron los resultados 2D en lasformaciones simuladas a tres dimensiones y a for-maciones rocosas reales. En estos experimentos,un prototipo de probeta de fondo de pozo de unanueva herramienta de muestreo guiado extrajolos fluidos de un ncleo de arenisca grande en undispositivo de prueba (derecha).8 El ncleo, de 12 pulgadas de altura y 15.5 pulgadas de dime-tro, contena fluido de formacin acuoso concloruro de sodio [NaCl] y fluido con filtrado delodo de diferentes conductividades conocidas. El flujo de fluido hacia la lnea de flujo dedescarte y la lnea de flujo de muestreo fue con-trolado y medido con vlvulas de medicin ymedidores de flujo de alta presin. Los medidoresde conductividad elctrica calibrados, colocadosen las lneas de flujo instaladas desde la probetade proteccin y la probeta de muestreo, registra-ron la historia de limpieza de cada prueba de

muestreo. Con el guiado de la muestra, los nivelesde contaminacin del fluido de la lnea de mues-treo se redujeron rpidamente , mientras que elnivel de contaminacin de la lnea de descarte

disminuy en forma gradual (abajo, a la derecha).Una probeta tradicional habra medido el flujocom binado y no habra alcanzado un nivel decontaminacin inferior al 10%.

8 Oilfield Review

> Reduccin de la contaminacin con y sin probeta de proteccin o des car -te. Las mediciones de laboratorio detectaron niveles de contaminacin msbajos con el incremento del volumen de fluido bombeado, lo que corres pon -di a un incremento del tiempo de bombeo. La extraccin de muestras sinla probeta de proteccin (azul) nunca alcanz niveles de contaminacininferiores al 1%.

Conc

entra

cin

de

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ra, %

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xim

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100

10

1

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200Volumen bombeado, ml

Sin proteccinCon proteccin

> Diseo de una configuracin experimental para investigar la factibilidad del muestreoguiado. Un probador de la interfase de la formacin, que contiene un ncleo de areniscade 12 pulgadas de altura y 15.5 pulgadas de dimetro, se encuentra en contacto con doscolectores de fluido y una probeta prototipo de laboratorio que permite el guiado de lamuestra. El fluido de formacin simulado se suministra en la base del ncleo y el filtradosimulado en un aro que rodea al ncleo. El flujo hacia y desde el pro bador es controlado ymonitoreado con bombas y vlvulas, y el nivel de contaminacin se calcula a partir demediciones de la conductividad elctrica en las lneas de flujo. (Adaptado de Dong et al,referencia 8).

> Datos experimentales obtenidos con el mtodo de muestreo guiado.La reduccin de la contaminacin, inferida de las mediciones de la con -ductividad elctrica en la lnea de flujo de descarte y en la lnea de flujo demuestreo, demuestra la limpieza del fluido en esta prueba de mues treo.El nivel de contaminacin en la lnea de flujo de muestreo (verde) seredujo rpidamente, mientras que en la lnea de flujo de descarte (rojo)dismi nuy gradualmente. La suma del flujo de ambas lneas da comoresultado el flujo total (azul); es decir, el flujo que habra medido unaprobeta tradicional. (Adaptado de Dong et al, referencia 8).

Cont

amin

aci

n, %

10

20

0

30

40

50

60

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80

90

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10 0 10 20 30 40 50 60Tiempo transcurrido, minutos

Lnea de flujo de descarteFlujo totalLnea de flujo de muestreo

Primavera de 2007 9

> Muestreo de fluido de formacin con la herramienta de muestreo guiado Quicksilver Probe.La probeta (izquierda) posee dos orificios de admisin, con la lnea de toma de descarterodeando la lnea de toma de muestras. Los empacadores rodean y separan estas probetasy se sellan contra la pared del pozo (derecha). El fluido de formacin se muestra en azul gri -s ceo y el filtrado en marrn claro. Cuando se inicia el bombeo, el fluido que fluye a travsde la lnea de toma de muestras se encuentra altamente contaminado (grfico, inserto),pero la contaminacin se reduce rpidamente con el tiempo. Pronto, los niveles de conta -mina cin alcanzan un valor aceptable.

Niv

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Tiempo

Muestra aceptable

Cartucho desuministrode energa

Mdulode botellas

para muestras

Mdulode bomba

de muestreo

Analizadorde fluido

de muestreo

Mdulohidrulico

Probetade muestreo

guiado

Analizadorde fluido

de descarte

Mdulode bomba

de descarte

La clave para la obtencin de muestras conniveles de contaminacin tan bajos es el guiado delflujo logrado con la probeta de admisiones mlti-ples.9 Este diseo innovador ha sido implementadoen la herramienta de muestreo operada con cableQuicksilver Probe, un nuevo mdulo del ProbadorModular de la Dinmica de la Formacin MDT. En ciertos aspectos, la configuracin del mduloQuicksilver Probe es similar a la de los tomado-res de muestras tradicionales, por cuanto unsello de empacador asla la zona de muestreo delfluido del pozo. No obstante, dentro de la zonade muestreo del fluido, una probeta de protec-cin cilndrica, colocada en la periferia de lazona de muestreo, rodea y protege la zona demuestreo ms interna (abajo). Un sello de empa-cador adicional separa la admisin del fluido de

descarte de la admisin del fluido de muestreo.La zona interna y la zona perifrica estn conec-tadas a lneas de flujo independientes, a las quese alude como lnea de flujo de muestreo y lneade flujo de descarte o de pro teccin, respectiva-mente. Dos bombas, una colocada por encima dela probeta y otra por debajo, introducen el fluidoen las dos lneas de flujo, con velocidades dife-rentes, y los analizadores espectroscpicosdeterminan la composicin del fluido en cadalnea de flujo (derecha). El efecto de orientacinde este mtodo se asemeja levemente a la formaen que los dispositivos de adquisicin de latero-perfiles utilizan los electrodos protectores paraguiar la corriente dentro de una formacin, conel fin de medir la resistividad.10

8. Dong C, Del Campo C, Vasques R, Hegeman P yMatsumoto N: Formation Testing Innovations for FluidSampling, presentado en la Conferencia y Exhibicin deTecnologa Marina Profunda, Vitoria, Espritu Santo,Brasil, 8 al 10 de noviembre de 2005.

9. Del Campo C, Dong C, Vasques R, Hegeman P y YamateT: Advances in Fluid Sampling with Formation Testers

for Offshore Exploration, artculo OTC 18201, presentadoen la Conferencia de Tecnologa Marina, Houston, 1 al 4de mayo de 2006.

10. Doll HG: The Laterolog: A New Resistivity LoggingMethod with Electrodes Using an Automatic FocusingSystem, Petroleum Transactions of the AIME 192 (1951):305316.

> La sarta de herramientas Quicksilver Probe. Los fluidos ingresan en la herramienta en la pro -beta de muestreo guiado. Los fluidos conta mina -dos fluyen hacia abajo a travs del analizador defluidos y la bomba de descarte. Los fluidos limpiosfluyen hacia arriba a travs de los mdulos delanalizador de fluidos y la bomba de muestreo,hasta el mdulo de botellas para muestras. La configuracin puede variar para las diferentesoperaciones de muestreo. Por ejemplo, para cier -tas aplicaciones, las bombas pueden estar loca li -zadas aguas arriba de los analizadores de fluidos.(Adaptado de Del Campo et al, referencia 9).

0

Frac

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0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000

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Tiempo transcurrido, segundos

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El dispositivo de muestreo guiado QuicksilverProbe bombea el fluido desde la formacin, atravs del rea central y el rea perifrica de lazona de muestreo, simultneamente. Inicial-mente, el fluido contaminado mezclado fluyehacia ambas reas, pero no se recolecta. Luego,el flujo de fluido se separa, o se divide, entre lalnea de descarte y la lnea de muestreo. El flujode fluido hacia la entrada de la lnea de descartepuede incrementarse, y en poco tiempo, todo elfluido contaminado se introduce en la lnea dedescarte, permitiendo que el fluido de formacincon bajo nivel de contaminacin fluya hacia lalnea de muestreo. Esta tcnica acenta la dife-rencia en el nivel de contaminacin entre elfluido limpio y el fluido contaminado, lo que faci-lita la identificacin del momento en el que sepuede obtener una muestra limpia. Algunosestudios de casos de diversos ambientes mues-tran la calidad de las muestras que es posibleobtener utilizando la nueva tecnologa de flujoguiado.

Exploracin en el Golfo de MxicoEn el ao 2004, Chevron perfor un pozo deexploracin en el play incipiente, de edad Tercia-rio Inferior, situado en aguas profundas del Golfode Mxico. Estos pozos habitualmente son difci-les de perforar y terminar, con tirantes de agua(profundidades del lecho marino) que alcanzan3,000 m [10,000 pies] y profundidades totales de

pozos que exceden 7,600 m [25,000 pies]. Hastael momento, ms de 20 pozos de exploracin yevaluacin han sido perforados en este play, msde la mitad de los cuales fueron pozos descu -bridores, con columnas de petrleo de granespesor en muchos casos. No obstante, en esascon diciones, las pruebas de pozos suelen serextremadamente caras y su costo habitualasciende a US$ 70 millones o una suma superior.Por este motivo, raramente se realizan pruebasDST en esta regin.

Perforando en este play del Bloque WalkerRidge 759, en septiembre de 2004, Chevron y sussocios anunciaron el descubrimiento de areniscaspetrolferas de ms de 110 m [350 pies] de espe-sor neto en el Pozo Jack 1, el primer pozo delrea prospectiva Jack.11 El rea marina subsalinase encuentra a aproximadamente 430 km[270 millas] al sudoeste de Nueva Orlens y a280 km [175 millas] de la costa (arriba).

Para evaluar el rea prospectiva con ms dete-nimiento, Chevron perfor un segundo pozo,de no minado Jack 2, en el Bloque Walker Ridge 758,hasta una profundidad total de 8,588 m [28,175 pies]. Apartndose de los procedimien-tos habituales, Chevron planific una prueba depozo, que convertira el pozo Jack 2 en el nicopozo del Terciario Inferior probado en el Golfode Mxico. La obtencin de una muestra pura defluido de formacin, previo a la prueba deproduccin , ayudara significativamente a la

10 Oilfield Review

reduccin de las incertidumbres asociadas conel fluido en el diseo de la prueba, mejorando enconsecuencia el valor de este costoso emprendi-miento.

Una configuracin singular de la sarta deherramientas de muestreo MDT posibilit larecoleccin de muestras de fluido obtenidas enforma tradicional, en dos estaciones, con unaprobeta de dimetro extra-largo (XLD), y orientlas muestras en dos estaciones con el mduloQuicksilver Probe.12 El anlisis del fluido de lalnea de flujo en tiempo real, realizado en una esta-cin con la probeta XLD, muestra que la relacinRGP se incrementa pero no se nivela, aun des-pus de 8 horas de bombeo (abajo). No obstante,se recolectaron muestras a los 30,000 segundos.Los anlisis de laboratorio demostraron poste-riormente que estas muestras posean ms de10% de contaminacin con OBM.

> El play de edad Terciario Inferior, situado en el rea de aguas profundas del Golfo de Mxico, dondeChevron descubri el Campo Jack en el ao 2004. Los otros pozos del play de edad Terciario Inferiorse muestran como puntos.

S A L

Houston Nueva Orlens

G O L F O D E M X I C O

Jack

km

millas0

0 150

150

> Grfica de limpieza del fluido de la lnea de flujo,obtenida con una probeta de dimetro extra gran -de en el Pozo Jack 2 de Chevron. El volumen defluido bombeado durante el muestreo se muestraen el carril superior. El anlisis en tiempo real dela densidad ptica medida con el Analizador deFluidos Vivos LFA conduce a la cuantificacin dela faccin de volumen de los componentes C6+,que son bsicamente hidrocarburos lquidos (se gundo carril), y de la relacin gas-petrleo(RGP) (tercer carril), a medida que el fluido de lalnea de flujo se vuelve ms limpio. La relacinRGP (azul) contina creciendo, lo que indica unmues treo ms limpio, pero no se nivela, ni siquie radespus de 8 horas de bombeo. El anlisis delaboratorio de las muestras recolectadas a los30,000 segundos indic que el nivel de conta mi -nacin era superior al 10%. Un carril indicadorde la calidad de los datos (carril inferior) es verdecuando la calidad de los datos es alta y marrncuando la calidad de los datos es pobre.

Primavera de 2007 11

Las muestras obtenidas con el mduloQuicksilver Probe exhibieron una contaminacininferior al 1% despus de 4 horas de bombeo. Lasgrficas de volumen de bombeo y RGP, obtenidasde las lneas de flujo de descarte y de muestreo,muestran las etapas de limpieza del fluido(arriba). Entre 0 y 7,340 segundos, la bomba infe-rior inici el desplazamiento del fluido hacia elpozo, llevando los fluidos mezclados a travs dela lnea de flujo de descarte. El bombeo de losprimeros fluidos a travs de la bomba de la lneade descarte ayuda a optimizar la obtencin de lasmuestras. Los fluidos que fluyen en las primerasetapas son ms proclives a contener slidos delodo que pueden obturar potencialmente labomba. Si ha de producirse tal obturacin, losingenieros de campo prefieren que se obture labomba de descarte en vez de la bomba de mues-treo. Si bien el flujo no ser guiado si se bombeacon una sola bomba, podrn extraerse muestrassi la bomba de muestreo est funcionando. No sepueden obtener muestras si slo opera la bombade descarte.

En este ejemplo, la bomba de descarte sedetuvo a los 7,340 segundos y la bomba de lalnea de muestreo comenz a funcionar. La RGP

observada con el Analizador de Fluidos VivosLFA de la lnea de muestreo comenz a incre-mentarse. La RGP detectada con la herramientaLFA de la lnea de descarte se ignora, ya que nocircula fluido a travs de la misma.

Aproximadamente a los 11,500 segundos, elflujo se divide. La RGP de la lnea de muestreose incrementa rpidamente, lo que indica unproceso de limpieza rpido conforme el filtradocontaminado es guiado lejos de la probeta demuestreo. Adems, la curva RGP se aplana deinmediato, lo que indica que el fluido est tanlimpio como es posible. La RGP de la lnea dedescarte sigue aumentando; su fluido an se estlimpiando. La muestra obtenida a los 14,000segundos fue analizada posteriormente en ellaboratorio, detectndose un nivel de contami-nacin demasiado bajo para ser medido.

El empleo del dispositivo Quicksilver Probepermiti comparar las muestras de fluido de altacalidad con las del pozo descubridor y proporcionuna estimacin mejorada de la viscosidad, en comparacin con las muestras obtenidas conherramientas con configuraciones ms convencio-nales. Las muestras con menos contaminacinmejoraron adems el diseo de la prueba DST

mediante la cuantificacin de la RGP para losrequerimientos del separador y de las instalacio-nes de superficie, prediciendo el comportamientoPVT y mejorando la caracterizacin del yacimiento.

La prueba de produccin del Pozo Jack 2,finalizada en septiembre de 2006, fue la pruebade pozo exitosa ms profunda realizada en elGolfo de Mxico.13 Durante la prueba, el pozomantuvo una tasa de flujo de ms de 950 m3/d[6,000 b/d] de petrleo crudo, proveniente deaproximadamente el 40% de su espesor neto.Chevron y sus socios, Statoil ASA y Devon EnergyCorporation, decidieron perforar un pozo adicio-nal de evaluacin en el ao 2007.

Operaciones de muestreo a altas presiones y altas temperaturasLas condiciones de alta presin y alta tempera-tura (HPHT) presentan un ambiente desafiantepara todos los aspectos de las operaciones de per-foracin, adquisicin de registros, terminacin yproduccin de pozos. Los pozos HPHT son amenudo profundos y requieren el empleo de losequipos de perforacin de mayor capacidad, loque puede resultar costoso. La adquisicin deregistros con cable generalmente demanda variasca rreras para obtener la informacin necesaria, ya menudo se presentan problemas de atasca-miento de las herramientas, por lo que lasoperaciones de pescacostosas y prolongadasconllevan riesgos potenciales. La adquisicin deregistros con la tubera no suele ser la mejoropcin porque expone las herramientas a tempe-raturas elevadas durante ms tiempo.

La tradicional adquisicin de registros concable, que utiliza cables estndar, probable-mente no ofrezca suficiente esfuerzo de traccinpara desplegar las sartas de herramientas largasen pozos profundos, y quizs carezca delesfuerzo de traccin extra necesario paraextraer una herramienta si se produce un atas-camiento. Un mtodo de despliegue recindesarrollado, que utiliza un cable de alta resis-tencia a la traccin y un malacate o cabrestantede alta traccin puede resultar efectivo en estos

11. ChevronTexaco Announces Discovery in Deepwater Gulfof Mexico (Chevron Texaco anuncia un descubrimientoen el rea de aguas profundas del Golfo de Mxico,http://www.chevron.com/news/press/2004/2004-09-07.asp(Se accedi el 22 de septiembre de 2006).

12. Weinheber P y Vasques R: New Formation Tester Probe Design for Low-Contamination Sampling,Transcripciones del 47o Simposio Anual sobreAdquisicin de Registros de la SPWLA, Veracruz,Mxico, 4 al 7 de junio de 2006, artculo Q.

13. Chevron Announces Record Setting Well Test at Jack(Chevron anuncia una prueba de pozo que bate rcordsen el Pozo Jack), http://www.chevron.com/news/press/2006/2006-09-05.asp (Se accedi el 22 deseptiembre de 2006).

> Grficas de volumen de bombeo, fraccin de volumen y RGP para los fluidos de la lnea de muestreo(izquierda) y la lnea de descarte (derecha), obtenidos con el mtodo de muestreo guiado de la herra -mienta Quicksilver Probe. Como se observa en el carril correspondiente al volumen de bombeo(extremo superior), slo la bomba de la lnea de descarte (rojo) opera entre 0 y 7,340 segundos.Luego, se activa la bomba de la lnea de muestreo (marrn), que bombea hasta 11,500 segundos, encuyo momento ambas bombas funcionan en forma sincrnica pero a diferentes velocidades. Lalimpieza puede verse por el incre mento de la RGP (azul) en la lnea de flujo de descarte, entre 0 y7,340 segundos, mientras la lnea de muestreo se encuentra inactiva. Luego, la bomba de descarte sedetiene y la bomba de la lnea de muestreo se pone en funcionamiento. La RGP observada con elmdulo LFA de la lnea de muestreo se incrementa gradualmente al principio y luego, cuando el flujose divide a los 11,500 segundos, la RGP de la lnea de muestreo se incrementa en forma sustancial yalcanza una meseta, lo que indica que el fluido est limpio. La muestra obtenida a 14,000 segundosmostr un nivel de contaminacin demasiado pequeo para ser medido.

0 2,500 5,000 7,500 10,000 12,500

Tiempo transcurrido, segundos15,000

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0 2,500 5,000 7,500 10,000 12,500

Tiempo transcurrido, segundos15,000

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3

7,030 kg [9,700 a 15,500 lbm], lo que aseguraque se puedan recuperar hasta las sartas deherramientas pesadas y largas.

En este pozo exploratorio, ConocoPhillips(UK) Ltd proyect registrar el pozo y obtener laspresiones con el fin de determinar los pesos dellodo para perforar a mayor profundidad y carac-terizar el fluido de formacin. No se requeriraningn proceso de muestreo en el yacimientoprimario , porque los fluidos presentes en los blo-ques de fallas productores cercanos ya seconocan. Se esperaba que las temperaturas defondo de pozo alcanzaran 185C [365F] y quelas presiones de formacin excedieran 14,000 lpc[97 MPa]. Las herramientas de adquisicin deregistros en pozos HPHT de dimetro reducidoSlimXtreme, incluyendo la nueva herramientaanalgica de ssmica de pozo, se correran concable de alta resistencia con el malacate extra.

El pozo encontr un yacimiento secundarioimprevisto, por encima del objetivo primario,provocando cierta incertidumbre en la compren-

sin de las propiedades de los fluidos. El pro gra -ma de adquisicin de registros fue modificado deinmediato para incluir el muestreo del fluido enestas zonas recin descubiertas. Se prepar unmdulo de la herramienta Quicksilver Probe a finde ser corrido en el pozo y, en la plataforma, seinstal un sistema PVT Express de anlisis de flui-dos en la localizacin del pozo para realizar elanlisis de superficie de las muestras recolecta-das en las cuatro zonas nuevas.

En la primera arenisca, muestreada con eldispositivo de flujo guiado Quicksilver Probe, laherramienta oper en forma uniforme, y el flujoa travs de la herramienta se inici en modomezclado. El flujo se dividi entre la probeta demuestreo y la probeta de proteccin despus de2,600 segundos de muestreo, lo que dio lugar aun incremento abrupto de la RGP, que pas de150 m3/m3 [850 pies3/bbl] a cerca de 270 m3/m3

[1,500 pies3/bbl] (prxima pgina, arriba). LaRGP se nivel en 279 m3/m3 [1,550 pies3/bbl] y semantuvo elevada durante la recoleccin de las

12 Oilfield Review

casos (derecha).14 Este mtodo permite el des-pliegue rpido de la sarta de adquisicin deregistros y una sobretraccin mucho mayor, loque reduce el riesgo de atascamiento de lasherramientas.

En el sector britnico del Mar del Norte, lospozos HPHT son perforados usualmente conOBM. El muestreo de fluidos con cable con -vencional en los pozos perforados con OBM,normalmente requiere tiempos de bombeo lar-gos. Estos tiempos extendidos aumentan lasposibilidades de falla de las herramientas, rela-cionadas con la temperatura elevada y puedenarrojar muestras insatisfactorias. Se necesita untiempo de limpieza ms corto y muestras demejor calidad para una operacin de muestreo defluidos exitosa en condiciones de HPHT. Algunosejemplos de pozos HPHT del Mar del Norte mues-tran cmo la accin de guiado del flujo de laherramienta Quicksilver Probe reduce el tiempode limpieza, minimizando la exposicin de laherramienta a temperaturas elevadas, mejorandola calidad de las muestras y reduciendo el riesgode atascamiento de la herramienta.

En un ejemplo HPHT del sector central delMar del Norte, ConocoPhillips (UK) Ltd aplictecnologas nuevas y comprobadas para superarlas dificultades presentes en este ambientehostil . La experiencia haba demostrado queadems de las altas temperaturas y las altas pre-siones, los pozos del rea mostraban propensinal atascamiento; los efectos de la profundidad,las propiedades del revoque de filtracin, lascondiciones de sobrebalance hidrosttico y latortuosidad de los pozos se combinaban paraobstaculizar la evaluacin de yacimientos conherramientas operadas con cable. La obtencinde cualquier dato bajo estas condiciones re -quera que se asegurara al equipo de perforacinque se adoptaran los pasos necesarios parareducir el riesgo de atascamiento de las herra-mientas de adquisicin de registros en el pozo.Se realizaron estudios para confirmar que nin-gn hidrocarburo bombeado en el pozo duranteel anlisis de fluidos desestabilizara la columnade lodo. Las operaciones de adquisicin de re -gistros con la tubera fueron descartadas porrazones de seguridad.

ConocoPhillips (UK) Ltd haba registradocon xito otros pozos HPHT desafiantes de laregin con un equipo de adquisicin de registrosde alta resistencia a la traccin. En estos casos,las herramientas de adquisicin de registros concable se bajaron y extrajeron de los pozos, utili-zando cable de alta resistencia a la traccin y unmalacate. El malacate, colocado entre el piso demaniobra y la unidad de cable, incrementa el esfuerzo de traccin del cable, de 4,400 a

> Sistema de adquisicin de registros de alta resistencia a la traccin para registrar pozos pro -fundos y pozos con posibilidades de atascamiento de la herramienta con sartas de herra mien taspesadas. El sistema comprende una unidad con cable estndar de Schlumberger, un malacatede doble tambor con cable de alta resistencia y un cable metlico de alta resistencia a la trac -cin. El malacate incrementa el esfuerzo de traccin que puede ejercerse sobre el cable, dema nera que hasta las sartas de herramientas pesadas pueden recuperarse, reducindose elriesgo de atascamiento. Con el cable de alta resistencia, normalmente se utiliza un punto dbilde fusible elctrico localizado en el cabezal de la sarta de herramientas, para permitir un es fuer zode traccin mximo sobre las herramientas, si se necesita. El punto dbil slo puede rom per seelctricamente desde la superficie. Los pozos extremadamente profundos, tales como aquelloscuyas profundidades superan 8,500 m [28,000 pies], requieren una unidad de cable modificada.

Distancia recomendada:30 a 60 pies

Cable de altaresistencia

Malacate de doble tamborcon cable de alta resistencia

Malacate estndarde Schlumberger

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20,000

Prof

undi

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0 2,500 7,500 10,000 12,500 15,000

Tiempo transcurrido, segundos5,000

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Tiempo transcurrido, segundos

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0 2,500 7,500 10,000 12,500 15,0005,000

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RGP,

pie

3 /bb

l

RGP,

pie

3 /bb

l

Primavera de 2007 13

muestras. El anlisis inicial de fluidos en la locali-zacin del pozo mostr un petrleo de altapureza. Los resultados finales del anlisis de labo-ratorio realizados en tierra firme indicaron unnivel de contaminacin del 1%.

Los especialistas en el sistema PVT Express,apostados en la localizacin del pozo, identifica-ron entre 600 y 900 ppm de cido sulfhdrico[H2S] en la capa de gas ms somera, lo que seraincompatible con el diseo de terminacin depozos. La presencia de estos niveles de H2S en laprimera arenisca condujo al equipo del subsuelode ConocoPhillips (UK) Ltd a mejorar la inspec-cin minuciosa de las otras capas inexploradas.Se programaron carreras adicionales de adquisi-cin de registros para las areniscas restantes, enla seccin de 812 pulgadas, que incluyeronmuchas ms estaciones de muestreo, asumiendoque el mdulo Quicksilver Probe podra tolerarlas temperaturas elevadas.

En otra estacin, la operacin con la herra-mienta Quicksilver Probe se inici y prosiguicon la vlvula de derivacin de la herramientaen posicin abierta. Esto significa que la lneade flujo de descarte y la lnea de flujo de mues-treo estaban conectadas hidrulicamente dentrode la herramienta, en forma similar al muestreotradicional con una sola probeta. El bombeocontinu durante ms de 14,000 segundosunas 4 horasmomento en que se recolectaronlas muestras porque el fluido no se tornaba mslimpio (abajo). El anlisis en la localizacin delpozo determin que el nivel de contaminacinera del 22%, lo que fue confirmado tres semanasdespus por el resultado del laboratorio en tie-rra firme, que indic un nivel del 23%.

Antes de abandonar esta estacin de mues-treo, el ingeniero de campo logr cerrar lavlvula de derivacin y establecer un flujoguiado. El flujo de fluido se dividi entre la lneade flujo de descarte y la lnea de flujo de mues-treo, la RGP se increment sustancialmente y lacontaminacin se redujo. El anlisis PVT Expressen la localizacin del pozo indic que los nivelesde contaminacin cayeron de 22% a 1.5%. Las

muestras de fluido recolectadas aqu mostraronun 1% de contaminacin en el anlisis de labora-torio posterior. Aqu, y en las capas restantes, sedetectaron niveles normales de H2S. En total, seobtuvieron 27 muestras de fluido con resultadosde buena calidad en todas las capas.

El pozo fue terminado subsiguientemente,disparndose slo aquellas capas en las cualesse haba demostrado que posean niveles de H2Sbajos, compatibles con la metalurgia de lastuberas. La obtencin de una serie de muestrasde fondo de pozo sin contaminar, como parte deun programa de adquisicin de registros derpida evolucin, era vital para el xito del desa-rrollo de este yacimiento secundario. Si no sehubieran tomado muestras de alta calidad y laterminacin del pozo se hubiera llevado a cabosin estos datos, las altas concentraciones de H2Shabran daado la tubera de produccin eingresado en las instalaciones de produccin. Lamitigacin de estos episodios habra requeridoel cierre de la produccin y la ejecucin de unaoperacin de recuperacin de pozo costosa paraidentificar y aislar la zona con contenido poten-cial de H2S.

14. Alden M, Arif F, Billingham M, Grnnerd N, Harvey S,Richards ME y West C: Sistemas avanzados deoperacin de herramientas en el fondo del pozo,Oilfield Review 16, no. 3 (Invierno de 2004/2005): 3247.

>Monitoreo de la limpieza de las muestras utili -zan do el dispositivo de muestreo guiadoQuicksilver Probe. A los 2,600 segundos, el flujo sedividi entre la probeta de muestreo y la probetade proteccin, bombeando esta ltima a mayorvelocidad (marrn, carril superior). La RGP seincrement rpidamente, pasando de 850 pies3/bbla aproximadamente 1,500 pies3/bbl y alcanzandofinalmente 1,550 pies3/bbl (tercer carril). El anli sisde fluidos en la localizacin del pozo PVT Express,contiene un nivel de contaminacin con OBMprcticamente nulo y entre 600 y 900 ppm de H2S.Los resultados de los anlisis de laboratoriorealizados en tierra firme indicaron un 1% decontaminacin con filtrado OBM. El indicador dela calidad de los datos (carril inferior) es verde,lo que muestra datos de alta calidad.

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75,000

25,000

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1,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000

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3

> Operacin con la herramienta Quicksilver Probe en un pozo del Mar del Norte de ConocoPhillips(UK) Ltd con la vlvula de derivacin de la herramienta en posicin abierta (izquierda). Con las lneasde flujo de descarte y muestreo conectadas hidrulicamente dentro de la herramienta, el efecto es elmismo que el del muestreo convencional con una sola probeta. El carril correspondiente al volumen debombeo (extremo superior) muestra slo la bomba de muestreo en funcionamiento (azul). La lim pie za esgradual, como lo demuestra el incremento lento de la RGP con el tiempo (tercer carril). Des pus dems de 14,000 segundos, el fluido no segua limpindose, de manera que se procedi a reco lectar lasmuestras. De acuerdo con el anlisis PVT Express de anlisis de fluidos en la localizacin del pozo, el nivel de contaminacin fue del 22%. Despus que el ingeniero de campo cerr la vlvula de deriva -cin (derecha), el flujo de fluido se dividi entre la lnea de flujo de descarte y la lnea de flujo demuestreo al cabo de aproximadamente 15,500 segundos. El bombeo es realizado tanto por la bombade la lnea de muestreo (azul) como por la bomba de la lnea de descarte (marrn) (carril su pe rior), perola bomba de la lnea de descarte opera a mayor velocidad. La RGP (tercer carril) se incre ment hastaalcanzar 1,500 pies3/bbl, lo que indic una reduccin de la contaminacin. El anlisis PVT Express en lalocalizacin del pozo cuantific una cada del nivel de contaminacin del 22% al 1.5%.

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Tiempo, segundos1,000 2,000 3,000 4,000

Presin medida conel medidor de deformacin

Presin medida conel medidor de cuarzo

Muestreo HPHT en lugar de la prueba DSTPerforando en otra rea HPHT del sector centraldel Mar del Norte, BG realiz un descubrimientode mltiples zonas con hidrocarburos. Este pozode exploracin fue diseado para que no se ejecu-taran pruebas DST, lo que implic un ahorro decostos en dos niveles. En primer lugar, una pruebaDST en esta regin habra costado entre US$ 10 y20 millones. En segundo lugar, la instalacin deuna terminacin de menor costo generaba aho-rros adicionales. Una prueba DST requerira unatubera de revestimiento de 978 pulgadas mspesada para tolerar las presiones de la prueba, yun rbol de pruebas de pozos diferente parasoportar el equipo de pruebas de pozos, totali-zando unos US$ 4 millones adicionales. Adems,la falta de produccin de fluidos de yacimientosen la superficie evitara riesgos ambientales.

Como no se correra ninguna prueba DST, eracrucial obtener muestras de alta pureza concable. Para permitir el anlisis de los fluidos deformacin en tiempo real, la herramientaQuicksilver Probe fue configurada con el mduloLFA y el mdulo Analizador de la Composicin delos Fluidos CFA en la lnea de flujo de muestreo.Un sistema PVT Express, instalado en el equipode perforacin, analiz la contaminacin en lalocalizacin del pozo. Los especialistas con base

en tierra pudieron participar en el proceso deadquisicin de registros y en el anlisis de lasmuestras, en tiempo real, a travs del sistemaInterACT de monitoreo y envo de datos.Mediante la confirmacin de la pureza de lamuestra en la localizacin del pozo, los ingenierossabran si la calidad de la muestra obtenida eraadecuada o si se requera una nueva muestra. Losespecialistas en fluidos de BG esperaban mues-tras con un nivel de contaminacin con OBMinferior al 5%. Adems de las muestras de hidro-carburos, la herramienta obtendra muestras deagua si poda tolerar las temperaturas elevadasdel yacimiento que se encontraban a mayor pro-fundidad. Se anticip que las presionesalcanzaran como mnimo un valor de 13,000 lpc[90 MPa], y se previ que la temperatura excede-ra el lmite de operabilidad de los mdulos LFA yCFA, establecido en 177C [350F].

En el primer intervalo con hidrocarburosmuestreado, el ms somero, la temperatura yaalcanzaba 171C [340F]. La operacin con laherramienta Quicksilver Probe procedi normal-mente, comenzando con la probeta de protecciny la probeta de muestreo conectadas a travs dela vlvula de derivacin interna. Se utiliz labomba superior para bombear el fluido a travsde la lnea de muestreo. El flujo se dividi entrela lnea de descarte y la lnea de muestreo des-pus de 3,050 segundos de bombeo, momento enel que un salto en la curva RGP, observado en lagrfica LFA, indic una reduccin significativadel nivel de contaminacin del fluido en la lneade muestreo (arriba, a la izquierda). Al cabo demenos de dos minutos, en que la contaminacinalcanz un nivel estimado del 10%, se abri la

botella para muestras de un galn de capacidadpara recolectar una muestra de seguridad; unaprctica estndar en pozos difciles.15 Estoresult prudente, porque inmediatamente des-pus la bomba de la lnea de flujo de muestreo seatasc, pero se puso en marcha nuevamente.

La contaminacin continu reducindose ycuando se nivel la RGP, se abri, llen y re-envi a la superficie una botella para muestrasmonofsicas.16 El anlisis PVT Express, realizadoen el equipo de perforacin, cuantific un nivelde contaminacin extremadamente bajo, lo queindic que la muestra era suficientemente pura,y la herramienta pudo desplegarse nuevamenteen el nivel siguiente ms profundo y con unatemperatura ms elevada. Las pruebas de labo-ratorio independientes, realizadas a las pocassemanas en tierra firme, detectaron un nivel decontaminacin nulo en esta muestra.

En la siguiente zona con hidrocarburos, seobtuvieron con xito tres muestras con un nivelde contaminacin bajo, pero luego, las vlvulasde retencin de lodo, en la lnea de flujo demuestreo, comenzaron a mostrar signos de tapo-namiento. No obstante, quedaba por muestrearla zona ms profunda y con temperatura ms ele-vada. All, en la estacin de muestreo de agua, elmdulo LFA detect tapones de lodo del pozo yfiltrado OBM, lo que indic que el movimientoinesperado del fluido se produca a travs del ori-ficio de salida del fluido. Transcurrido ciertotiempo, este movimiento del fluido provenientedel pozo haba removido la obtu racin de la vlvula de retencin de lodo, y el bombeo sincro-nizado hacia las lneas de descarte y muestreo sellev a cabo en forma normala pesar de la

14 Oilfield Review

> Operacin con la herramienta Quicksilver Probeen un pozo HPHT de BG en el Mar del Norte. Antesde los 3,050 segundos, el fluido fluy a travs dela bomba de la lnea de muestreo (azul, carrilsuperior). A los 3,050 segundos, la bomba de lalnea de descarte (marrn) y la bomba de la lneade muestreo operaban en forma sincrnica, perocon la bomba de la lnea de descarte fun cio nan -do a mayor velocidad. Esto produjo la divisin delflujo, dando origen a un incremento abrupto de laRGP (azul) a los 3,050 segundos (segundo carril).Se observ que la muestra obtenida a los 8,700segundos no contena contaminacin.

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40,000

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Tiempo transcurrido, segundos

> Deteccin de la contaminacin con OBM en muestras de agua, utilizando el mdulo LFA, en el pozoHPHT de BG en el Mar del Norte. El carril superior muestra la presin medida con el medidor de cuarzoy la presin medida con el medidor de deformacin, junto con la resistividad sin escalar (rosa) y las ca -rreras de la bomba (azul y verde). El segundo carril muestra la fraccin de volumen de los componentesC6+, indicando la contaminacin con filtrado OBM (verde), el OBM y los slidos (rojo), y el agua (azul). A los 2,600 segundos, inmediatamente despus de que las bombas de descarte y muestreo comienzan a bombear en forma sincrnica, la lnea de muestreo recibe el agua de formacin (azul). El tercer carrilcontiene los 10 canales pticos LFA. El canal 0 (negro) detecta el metano. Los canales 6 y 9 (azul msoscuro) detectan el agua. El carril correspondiente a la fraccin de volumen detecta el agua (azul)cuan do los canales LFA 6 y 9 alcanzan amplitudes altas.

Primavera de 2007 15

temperatura de fondo de pozo de 183C[361F]lo que permiti la obtencin de mues-tras de agua de formacin.

La determinacin del nivel de contaminacinde las muestras de agua con OBM en el fondodel pozo, se bas en la interpretacin de losdatos de los canales cromticos del mdulo LFA(pgina anterior, abajo).17 El lodo del pozo, elfiltrado OBM y el agua de formacin poseenrespuestas caractersticas en los rangos de fre-cuencias visibles y frecuencias de la bandainfrarroja cercana, medidos con la herramienta.Las dos muestras de agua recolectadas en estenivel contenan algo de fluido OBM de descarte,pero esto no constitua un problema, porque elOBM es inmiscible en el agua de formacin.

BG estima un ahorro de hasta US$ 24 millonessi se utiliza el mtodo de muestreo guiado Quicksilver Probe, en lugar de una prueba de formacin efectuada a travs de la columna deperforacin para obtener muestras con un nivelde contaminacin nulo.

Muestreo de petrleos viscososLos petrleos viscosos pueden ser especialmentedifciles de muestrear utilizando la tecnologa demuestreo tradicional. Con su viscosidad rela -tivamente ms baja, el filtrado OBM fluyepreferentemente hacia los dispositivos de mues-treo, incrementando la contaminacin de lasmuestras y dejando a menudo fluidos de forma-cin de alta viscosidad en la formacin.

Cairn Energy India Pty Ltd experiment esosproblemas durante la obtencin de muestras depetrleo en su Campo Bhagyam del noroeste deIndia. El Campo Bhagyam es uno de los 19 cam-pos de la Cuenca de Barmer, que explota laarenisca Fatehgarh de alta permeabilidad. Lasreservas de petrleo del yacimiento se estimanactualmente en 240 millones de m3 [1,500 millo-nes de barriles].18 Las propiedades del petrleovaran entre los distintos campos de la cuenca ylos petrleos del Campo Bhagyam exhiben unagradacin composicional desde la cresta hasta elcontacto agua/petrleo. Cairn planea optimizar eldesarrollo del campo y el diseo de las instalacio-nes de superficie para lo cual necesita un mejorconocimiento de las propiedades del petrleo.

Los petrleos Bhagyam poseen un alto conte-nido de parafinas, lo que les confiere un altopunto de escurrimiento y una alta viscosidad a la

Para obtener muestras sin contaminacin,Cairn haba recurrido a la recoleccin de mues-tras de pozos entubados utilizando tomadoresde muestras monofsicas desplegados concable. Las muestras obtenidas de esta manerapueden tener niveles de contaminacin bajos,pero slo se pueden recolectar despus de ter-minado el pozo.

En una campaa destinada a mejorar la cali-dad de las muestras, el dispositivo QuicksilverProbe recolect muestras en dos pozos delCampo Bhagyam.21 De las 18 muestras obtenidas,15 fueron de calidad PVT. Seis exhibieron un nivelde contaminacin nulo. Se analiz una de lasmuestras para determinar la composicin qu-mica y se compar con una muestra obtenida enla misma localizacin con un probador de la for-macin en agujero descubierto tradicional y conuna muestra obtenida en pozo entubado (arriba).

15. Una muestra de seguridad es una muestra que puede noser ideal; por ejemplo, una muestra levemente conta mi nadapero que se obtiene de todos modos, por si la herramientafalla y no es posible proseguir con el muestreo.

16. Una botella para muestras de una sola fase mantiene lanaturaleza monofsica de una muestra de fluido cuandosta se lleva a la superficie.

17. Betancourt S, Fujisawa G, Mullins OC, Carnegie A, DongD, Kurkjian A, Eriksen KO, Haggag M, Jaramillo AR yTerabayashi H: Anlisis de hidrocarburos en el pozo,Oilfield Review 15, no. 3 (Invierno de 2003/2004):6069.

18. Wireline Sampling Technology Enables Fluid SamplingWithout Contamination, JPT 5, no. 9 (Septiembre de2006): 32, 34.

19. Las muestras de calidad PVT son aquellas que poseenun nivel de contaminacin suficientemente bajo, demanera que las propiedades PVT medidas en el labo ra torio corresponden a las de una muestra noconta mi na da. El lmite de contaminacin mximopermitido vara segn la compaa y el laboratorio. Laregla general para esta cuenca es una contaminacindel 7%.

20. Alboudwarej H, Felix J, Taylor S, Badry R, Bremner C,Brough B, Skeates C, Baker A, Palmer D, Pattison K,Beshry M, Krawchuk P, Brown G, Calvo R, Caas TrianaJA, Hathcock R, Koerner K, Hughes T, Kundu D, Lpez deCrdenas J y West C: La importancia del petrleopesado, Oilfield Review 18, no. 2 (Otoo de 2006): 3859.

21. Kumar S y Kundu D: Fluid Sampling in Oil Based MudEnvironment: Quicksilver Probe Aids AcquiringContamination Free Samples in a ChallengingEnvironment, presentado en Petrotech 2007, la 7aExhibicin Internacional del Petrleo y el Gas, NuevaDelhi, India, 15 al 19 de enero de 2007.

> Composicin derivada del anlisis de laboratorio de muestras de petrleo viscoso obtenidas paraCairn Energy India en el Campo Bhagyam de la Cuenca Barmer. Las muestras, todas de la misma lo -calizacin, fueron recolectadas utilizando un tomador de muestras monofsicas operado con cable(WL) en pozo entubado (verde), un probador de la formacin convencional operado con cable enagujero descubierto (azul) y la herramienta de muestreo guiado Quicksilver Probe en agujerodescubierto (rojo). El probador de la formacin convencional operado con cable arroj una muestracontaminada, mientras que la muestra de agujero descubierto, obtenida con el mtodo de muestreoguiado, se ajust bien a la obtenida en el pozo entubado.

Com

posi

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100

10

1.0

0.10

0.01

Contaminacin,39.5% en peso

Muestra sin contaminar, WLMuestra contaminada, Pozo A1035Pozo 1, muestra Quicksilver Probe

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BANGLADESH

SRI LANKA

Cuenca Barmer

km

millas0

0 500

500

temperatura del yacimiento. La obtencin demuestras de calidad PVT representativas ha sidoun desafo.19 Antes de la introduccin del mues-treo guiado en la India, la mayora de lasmuestras obtenidas por Schlumberger y otrascompaas de servicios, utilizando probadoresde formaciones en agujero descubierto tradicio-nales, estaban demasiado contaminadas parasuministrar propiedades PVT correctas duranteel anlisis de laboratorio.20

RGP,

pie

3 /bb

l

Tiempo, segundos

0 500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 4,000 4,500 5,000600

650

700

750

800

Muestreo con la herramientaQuicksilver ProbeLneas de flujo divididas

Muestreo con una probeta tradicional

El mtodo tradicional, en agujero descubierto,gener una muestra claramente contaminadacon diversos componentes OBM. La muestraobtenida en el pozo entubado mostr una com-posicin general similar a la de la muestraQuicksilver Probe sin contaminar, con pequeasvariaciones de la concentracin en algunos com-ponentes.

Luego de la obtencin exitosa de muestrassin contaminacin y de la disponibilidad de deta-llados datos PVT de fluidos, Cairn cuenta conmejores datos de propiedades de fluidos para lle-var a cabo estudios de desarrollo de campos queincluyan estimaciones de reservas, diseo de ins-talaciones y aseguramiento del flujo. Estosestudios harn un aporte significativo a la pro-duccin del Campo Bhagyam y demostrarn elpotencial para la ejecucin de estudios mejora-dos de desarrollo de campos en todo el mundo.

Obtencin de muestras en campos madurosEl dispositivo Quicksilver Probe es adems unaherramienta valiosa para evaluar la eficiencia dela recuperacin de hidrocarburos en camposmaduros. Algunos ejemplos de campos maduroscomplejos, situados en Medio Oriente, muestrancmo el mtodo de muestreo guiado permitiobtener muestras puras en formaciones de per-meabilidad alta y baja, y ayud a evaluar laeficiencia del barrido del gas.

El primer pozo se encuentra ubicado en unyacimiento que produce mediante empuje porexpansin del casquete de gas y empuje de agua.Recientemente, se perforaron varios pozos deevaluacin para monitorear la eficiencia debarrido. Los pozos se perforaron con OBM y seregistraron con la sonda integrada de adquisi-cin de registros con cable Platform Express ycon herramientas de resonancia magnticanuclear para anlisis en agujero des cubierto. Seutiliz el mdulo Quicksilver Probe de la herra-mienta MDT para recolectar las muestras defluidos.

El objetivo era evaluar la eficiencia de laexpansin del casquete de gas en el yacimientoprincipal; una formacin de arenisca heterog-nea con una permeabilidad de ms de 1 Darcy.Si bien las bajas saturaciones de petrleo, deri-vadas de las mediciones de ResonanciaMagntica eXpert MRX, indicaban un nivel debarrido del petrleo por expansin del gas alta-mente eficiente, se corri el probador de laformacin para confirmar la ausencia de petr-leo mvil en la zona barrida. La identificacin dela presencia de petrleo mvil remanenteindicara un barrido incompleto. El mduloQuicksilver Probe identific y muestre los flui-dos en cuatro estaciones de la zona de gas y en

16 Oilfield Review

> Presiones y resultados del muestreo en una zona de alta permeabilidad de un campo complejo deMedio Oriente. Las presiones de formacin aparecen en el Carril 1, identificndose el gas como cr -culos naranjas y el petrleo como crculos verdes. Los datos de rayos gamma y calibrador aparecenen el carril correspondiente a la profundidad. El Carril 3 contiene las curvas de resistividad y la mo vi li -dad determinada a partir de la cada de presin (crculos). El Carril 4 representa los datos de densidady porosidad-neutrn. Las estaciones de muestreo guiado con el mdulo Quicksilver Probe se in dicancon pequeos insertos de la probeta. En la estacin de muestreo superior, se obtuvieron muestras degas de una zona de alta permeabilidad. El anlisis de fluidos de fondo de pozo en esta estacin(extremo superior derecho) muestra los valores de fraccin de volumen y RGP obtenidos con elAnalizador de la Composicin de los Fluidos CFA. En la grfica de la fraccin de volumen, el amarillo,el rojo y el verde, indican los componentes C1, C2 a C5, y C6+, respectivamente. Los valores de RGP(magenta) sealan la limpieza de la lnea de muestreo. En la tercera estacin, las densidades pticasobtenidas con el Analizador de Fluidos Vivos LFA en la lnea de muestreo (azul oscuro) son mayoresque en la lnea de descarte (azul claro), lo que indica la presencia de fluido ms limpio en la lnea demuestreo. El anlisis de los resultados CFA, en la misma estacin, muestra resultados si mi lares. En lacuarta estacin, en una zona de petrleo de alta permeabilidad, las mediciones LFA de la RGP detec -tan la limpieza de la lnea de flujo de muestreo (extremo inferior derecho).

10,0005,000

00.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.55

Lnea de muestreo

Lnea de descarte

Presin de formacin, lpc 0 200

4 12

Prof., pies

Rayosgamma

API

Calibrador

Pulgadas

Movilidad derivadade la cada de presin

0.2 20,000 0.45 -0.15vol/vol

Porosidad-Neutrn1.95 2.95g/cm3

Densidad

mD/cP

100

50

0

30,00020,00010,000

05,000 10,000

100

50

040,000

20,000

05,000 10,000

750

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250

0

1,000 2,000

0.2 20,000ohm.m

Resistividad

X,X90

X,X00

X,X10

X,X20

X,X30

X,X40

X,X50

X,X60

X,X70

X,X80

X,X90

X,X00

X,X10

X,X20

X,X30

X,X40

0.068 lpc/pie (gas)

0.075 lpc/pie (gas)

CGP

0.268 lpc/pie(petrleo)

0.282 lpc/pie (petrleo)

> Comparacin de los tiempos de bombeo para obtener muestras de petrleo limpias enun campo de Medio Oriente, utilizando el mdulo Quicksilver Probe y una probeta tra di -cional. En esta arenisca de alta permeabilidad, la herramienta Quicksilver Probe (rojo)requiri aproximadamente slo 1,600 segundos de tiempo de bombeo para hacer pasarel fluido con bajo nivel de contaminacin a la lnea de muestreo, mientras que la probetatradicional (azul) demand aproximadamente el triple del tiempo de bombeo para obteneruna muestra con baja contaminacin.

Primavera de 2007 17

una estacin de la columna de petrleo (pginaanterior, arriba). Todas las zonas muestran elincremento caracterstico de la RGP cuando elflujo a travs de la lnea de descarte se aparta dela lnea de muestreo. Se captaron varias mues-tras de gas sin contaminacin con filtrado OBMy sin petrleo mvil, lo que indic una recupera-cin altamente eficiente.

En la zona de petrleo, la RGP medida con elmdulo LFA mostr una precisin de 1% con res-pecto a la RGP ya conocida para el campo. Eltiempo de bombeo requerido para una muestrade petrleo limpia, extrada de esta zona, fue deunos 1,600 segundos, aproximadamente un terciodel tiempo requerido normalmente para la mismazona en otros pozos (pgina anterior, abajo). El

anlisis de laboratorio determin que la conta-minacin de la muestra de petrleo obtenidacon la herramienta Quicksilver Probe era dema-siado escasa para ser medida.

En un segundo ejemplo de Medio Oriente, unpozo de evaluacin penetr seis yacimientos,incluyendo un descubrimiento. Los objetivos eranobtener perfiles de presin, identificar los fluidosen el fondo del pozo y obtener muestras de fluidoslimpias. Adems, el operador quera establecer elflujo desde las zonas de baja porosidad, que nohaban sido probadas previamente en formadirecta para determinar su producibilidad po -tencial. El operador seleccion el dispositivoQuicksilver Probe porque la zona amplia desti-nada a la probeta estaba mejor provista que las

probetas convencionales de dimetro grande paraestablecer el flujo y obtener muestras de las for-maciones de baja porosidad y baja permeabilidad.

El pozo se perfor con OBM y los datos delcalibrador mostraron buenas condiciones de pozo.Se seleccionaron los puntos de muestreo delfluido utilizando las lecturas de porosidad sin flui-dos del registro de resonancia magntica nuclear.En la primera carrera de medicin de la presin yobtencin de muestras, la herramienta MDT, des-plegada con cable, obtuvo perfiles de presinutilizando la probeta de dimetro grande. En elsegundo descenso, el mdulo Quicksilver Probe ylas unidades de muestreo fueron operados con lacolumna de perforacin, muestrendose cincoestaciones (arriba).

> Muestreo de un nuevo descubrimiento en un campo maduro de Medio Oriente. Este pozo de evaluacin penetr seis yacimientos, inclu -yendo un descubrimiento. Adems de obtener muestras de presin, la compaa operadora realiz pruebas en las zonas de baja porosidadpasadas por alto. Las presiones de formacin aparecen en el Carril 1, con el petrleo identificado con crculos verdes y el agua con cr cu -los azules. Los crculos abiertos indican las mediciones de presin que no caen en ningn gradiente. Las estrellas representan las presio -nes medidas con la herramienta Quicksilver Probe. El Carril 2 contiene la movilidad determinada a partir de la cada de presin. El Carril 3representa la porosidad y el contenido de fluido intersticial, indicndose con rojo el petrleo y con azul, el agua. La segunda estacin demuestreo, a X,300 pies, fue un descubrimiento. La fraccin de volumen LFA y los resultados RGP se representan grficamente a la derechadel carril de porosidad (extremo superior derecho). Las velocidades de bombeo y los valores RGP para la tercera estacin tambin semuestran a la derecha del carril de porosidad (centro, a la derecha). Tambin se obtuvo una muestra de baja contaminacin en la quintaestacin, a Y,100 pies; la primera vez que flua petrleo desde esta formacin de baja porosidad. Se observ que la RGP de este intervalo(extremo inferior derecho) era de 250 pies3/bbl.

X,300

Y,100

1.0

0.5

0.00

250

500

0 5,000 10,000 15,000

40

30

20

10

0150

125

100

75

50

25

04,000 6,000 8,000 10,000

0 2,500 5,000 7,500 10,000 12,500

1.0

0.5

0.0300

200

100

0

Presin de formacin, lpc

Prof

., pi

es Movilidad derivadade la cada de presin

0.01 10,000

vol/volPorosidad

mD/cP Agua

Petrleo0.5 0

En la segunda estacin de muestreo, el an -lisis de fluidos de fondo de pozo identificpetrleo en un intervalo previamente no explo-tado. La movilidad del fluido era tan baja en estazona compacta que no fue posible obtener unamedicin de la presin. No obstante, el mduloLFA de la herramienta Quicksilver Probe monito-re con xito la limpieza del fluido de for macin ydetect una RGP baja para el lquido, lo que setradujo en reservas de petrleo adicionales.

Anlisis de fluidos en el fondo del pozoEn la mayora de los yacimientos, la composicinde los fluidos vara segn su posicin dentro delyacimiento. Los fluidos pueden exhibir gradacio-nes causadas por la fuerza de gravedad o labiodegradacin, o pueden segregarse por proce-sos de compartimentalizacin estructural oestratigrfica. Una forma de caracterizar estasvariaciones es recolectar muestras para el anli-sis de superficie. Otra forma consiste en analizarlos fluidos en el pozo, sin llevarlos a la superficie.

El anlisis de fluidos de fondo de pozo (DFA) estsurgiendo como una tcnica poderosa para carac-terizar los fluidos en el pozo. El anlisis DFAayuda a determinar los mejores intervalos para larecoleccin de muestras. El anlisis de la compo-sicin de los fluidos mientras la herramientapermanece en el pozo, permite adems unacaracterizacin de fluidos ms detallada, porquelos intrpretes pueden modificar el programa debarrido de fluidos en tiempo real para investigarlos resultados inesperados.