Buenos Aires, 7 al 10 de agosto de 2012

Optimización del Diseño de Fracturas Hidráulicas en yacimiento 25 de Mayo Medanito - Jaguel de los Machos Miguel Porollan Petrobras Energia S.A. Daniel Yochcaff Petrobras Energia S.A.

AGENDA: UBICACIÓN Y DATOS PRINCIPALES ACTIVIDAD DE CONSTRUCCION DE POZO COMPLETACIONES: DIFICULTADES Y ESTRATEGIAS EMPLEADAS EVALUACIÓN Y OPTIMIZACIÓN DE FRACTURAS HIDRÁULICAS CONCLUSIONES

UBICACIÓN DEL YACIMIENTO

DATOS PRINCIPALES Distancias: 120 km NE de Neuquén y 20 km de Catriel Area: 300 km² (Med) y 319 km² (JdM) Descubrimiento y comienzo de explotación: 1969 (Med) y 1991 (JdM) Número de pozos: 827 Prod & 165 Iny Principales reservorios: de 900 mts a 1600 mts Fm Quintuco (carbonatos) Fm Petrolífera (cong & arenas) Gp Choiyoi (volcánicas) Pozos perforados: 1.235 Producción de Petroleo: 2.800 m3/día Producción de Gas: 556.000 m3/día

ACTIVIDAD DE CONSTRUCCION DE POZO: Perforación en el orden de 40 pozos anuales. En su mayoría pozos verticales; algunos dirigidos de hasta 20/25° inclinación. Profundidad final 1300-1500 mts TVD. Csg 5.5”. Completación modalidad “Rig Less” Equipo de WO para ensayos. Bajar Instalación Final. Necesidad de coordinar tareas entre equipos de Perforación, Rig Less y Workover. Desarrollo de estrategias de completación Optimizar operaciones de fractura

Equipos de Perforación Equipos de Workover

Equipamiento de Rig Less

DIFICULTADES EN COMPLETACIONES: FM Choiyoi: roca ignea en muchos casos con fracturas naturales. Operaciones de Fractura Hidráulica en FM Choiyoi: La mayoría de las fracturas se realizan en esta formación. Problemas en NWB, tortuosidad, múltiples fracturas. Estos efectos de múltiple fracturas se agrava en pozos dirigidos. Esto lleva a altos riesgos de arenamiento prematuro. Los arenamientos nos generan perdida de tiempo en la secuencia de las operaciones.

ESTRATEGIAS DE COMPLETACIÓN: Con el paso del tiempo se desarrollaron estrategias con el fin de poder concluir las operaciones de fractura con éxito en FM Choiyoi, que incluye: Evaluación de perfiles de pozo, controles geológicos. Antecedentes pozos vecinos. Punzados: actualmente cañones convencionales 4” 4tpp 22 grs, menor longitud posible. Operación de Fractura Hidráulica. Fluidos base agua, polímero baja carga, activado con borato, ruptores oxidantes enzimáticos. Agente sosten arena malla 16/30. Uso de slugs de arena o sílice. Schedule acorde al tipo de formación.

FM CHOIYOI OPERACIÓN DE FRACTURA: Programa de Operación: DFIT - Prueba de Admisión – Step Down Rate Test. Fractura Hidráulica De acuerdo a análisis de pruebas previas se puede modificar el diseño original. Caso de antecedentes desfavorables: se considera realizar operación por tubing con equipo de WO.

FM CHOIYOI ESTADÍSTICAS DE OPERACIONES: Las estadísticas mensuales muestran: Cantidad de fracturas mensuales Porcentaje de arenamientos: tendencia a disminuir Tamaños de fractura Sx ó Sx/hbruto tendencia a incrementar Vol de agua inyectado Vol/100 Sx tendencia a disminuir: muestra mejor empleo de slugs, % colchon, tipo de rampa de concentración, etc.

FM CHOIYOI: EVALUACIÓN Y OPTIMIZACIÓN DE FRACTURAS HIDRÁULICAS: Desde el punto de vista geológico interesa el modelo de facies, sistema de fallas, etc. Con el tiempo (últimos 10-12 años) se ha definido características generales de diseño para distintas situaciones, dependiendo de la formación a tratar. Para operaciones de fractura se considera tres tipos de roca: Buena calidad de roca, alta permeabilidad del sistema Buena calidad de roca, permeabilidad del sistema moderada. Menor calidad de roca. El trabajo de optimización se refiere al tamaño de fractura más adecuado. La evaluación de distintas alternativas se realiza adoptando un criterio económico: VAN.

FM CHOIYOI ETAPAS EMPLEADAS EN OPTIMIZACIÓN DE FRACTURAS: Evaluación de operaciones realizadas: Análisis de fracturas por Ajuste de Presiones Netas Ensayos de Presión. Análisis de Producción. Perfiles especiales para definir alturas empaquetadas. Indicios de fractura de geometría en muchos casos compleja: Por evolución de “Función G” Ajuste de Presiones Netas, que se valida al dar geometrías similares a las obtenidas por Análisis de Producción. Trabajando en conjunto con estos análisis se calibra a simulador de fractura y de reservorio: Se asocia a producción real con fractura realizada. Se realiza análisis de sensibilidad para otros tamaños de fractura, modalidad de operación, fluidos, agentes de sostén, etc. Con la introducción de parámetros económicos se define la fractura óptima. Se realiza este análisis para pozos con distintos tipos de calidad de roca de diferentes zonas. Se define parámetros a emplear al momento de nuevo diseño de fractura en pozos vecinos

FM CHOIYOI: EVALUACIÓN Y OPTIMIZACIÓN DE FRACTURAS HIDRÁULICAS: Pozos con buena calidad de reservorio; permeabilidad del sistema elevada Fractura corta, buena conductividad para bypass daño. Ejemplo pozo con ensayo de presión antes de fractura y posterior a operación: Antes de fractura: daño elevado Post fractura: presencia de fractura Para ambos ensayos corresponde mismo kh el cual es elevado

FM CHOIYOI: EVALUACIÓN Y OPTIMIZACIÓN DE FRACTURAS HIDRÁULICAS: Pozos con buena calidad de reservorio: permeabilidad moderada. Ejemplo de análisis: Análisis de producción: se puede estimar parámetros de modelo de pozo con fractura vertical en reservorio homogéneo ó doble porosidad con límite cerrado. Análisis de Sensibilidad: se considera distintos tamaños de fractura

FM CHOIYOI EVALUACIÓN Y OPTIMIZACIÓN DE FRACTURAS HIDRÁULICAS: Pozos con buena calidad de reservorio: permeabilidad moderada. Ejemplo de Análisis: Ajuste de presiones netas Análisis de DFIT: PDL asociado a presencia de fisuras naturales. Calibrado el simulador de fractura con ajuste de Presiones Netas y Análisis de Producción se realiza simulaciones para distintos tamaños de fractura.

FM CHOIYOI EVALUACIÓN Y OPTIMIZACIÓN DE FRACTURAS HIDRÁULICAS: Pozos con buena calidad de reservorio: permeabilidad moderada. Ejemplo de Análisis: Evaluación Económica: Para cada alternativa de tamaño, diseño, etc se asocia una curva de producción y con los costos correspondientes se pueden evaluar cada una de ellas económicamente. Se utiliza el Valor Actual Neto. Para este ejemplo podemos considerar un rango, del orden de 900-1000 Bolsas. Análisis comparativo con otros diseños de fractura: Se compara distintas alternativas de diseño, fluidos, etc. El Gráfico indica que diseño agresivo daría mayor beneficio económico, pero los márgenes de beneficio no son grandes, lo que hay que tener en cuenta para nuevos diseños. Se definen parámetros de diseño para pozos vecinos.

FM CHOIYOI EVALUACIÓN Y OPTIMIZACIÓN DE FRACTURAS HIDRÁULICAS: Pozos con menor calidad de reservorio. Ejemplo de análisis: Análisis de Producción: Análisis de Sensibilidad de Producción para distintos tamaños de fractura

FM CHOIYOI EVALUACIÓN Y OPTIMIZACIÓN DE FRACTURAS HIDRÁULICAS: Pozos con menor calidad de reservorio: Análisis de Fractura realizada: Análisis de sensibilidad para distintos tamaños de fractura

FM CHOIYOI EVALUACIÓN Y OPTIMIZACIÓN DE FRACTURAS HIDRÁULICAS: Pozos con menor calidad de reservorio. Ejemplo de Análisis Análisis Económico: Para este caso se obtiene un rango de 1000/1200 sx para cada etapa. Análisis comparativo con otras alternativas de diseño: Preferible diseño conservador. Se definen parámetros de diseño para pozos vecinos

ANÁLISIS COMPARATIVO DE PRODUCCIÓN: Se muestra la evolución de las curvas de producción y acumuladas de petróleo promedio para una zona del campo que se desarrolló en los últimos años. Corresponde a pozos nuevos, con fracturas hidráulicas en FM Choiyoi, de las campañas 2010 y 2011. Producciones de los pozos correspondientes de cada campaña a tiempo cero. Se observa un mejor desempeño para los pozos de la última campaña. Parte de las razones se atribuye a la optimización de las fracturas.

CONCLUSIONES: Con el tiempo se ha podido establecer modalidades de operación que ha permitido finalizar los trabajos con éxito, teniendo en cuenta las complejidades al fracturar una formación ígnea en muchos casos con fisuras naturales, y dentro de un nivel de actividad en el yacimiento que precisa de una optimización permanente de todas las tareas, tiempos y costos. Si bien cada caso requiere de un análisis particular, se ha podido establecer para distintos tipos de condición de reservorio, el diseño más adecuado y el rango de tamaño óptimo, desde un punto de vista económico. Los pozos estimulados de la campaña 2011, presentan una acumulada de petróleo del orden del 30% superior respecto a los de la campaña 2010. Por medio de un trabajo interdisciplinario se continúa en la tarea de optimización de estas operaciones, teniendo en cuenta nuevos modelos geomecánicos y litologías predominantes.

MUCHAS GRACIAS