Investigación de selección de pantalla de pozo de control de arena – Parte 1

Investigación de selección de pantalla de control de arena – Parte 1

22 Oilfield ReviewSelección de pantallas de arenaMuchas formaciones producen arena que puede obstaculizar la producción o dañar los equipos de terminación y de superficie. Por décadas, la industria ha elegido pantallas de control de arena para hacer frente a esta amenaza basándose en prácticas tradicionales. La investigación sugiere que una nueva metodología que utiliza la simulación numérica para seleccionar el tamaño y el tipo de pantalla puede mejorar los resultados

Adopción de métodos utilizados por primera vez en pozos de agua, Los operadores de petróleo y gas de principios del siglo XX preocupados por la posible producción de arena de formaciones no consolidadas completaron pozos utilizando tuberías que tenían aberturas ranuradas o redondas.. las aperturas, colocado a través del intervalo de producción, fueron dimensionados para evitar que la arena ingrese al pozo mientras se restringe mínimamente el flujo de fluido

A tiempo, la industria del petróleo y el gas desarrolló métodos de retención de arena que incorporaron filtros, resina- o partículas recubiertas de plástico y paquetes de grava. Algunas empresas tienen, en años recientes, trató de distinguir entre el manejo de arena y la retención de arena, en el que el primero utiliza técnicas como la orientación del pozo y las perforaciones, seguimiento y control o

presiones de pozo, índices de fluidos y entrada de arena para limitar la producción de arena.1 Retención de arena, o control de arena, se refiere al uso de pantallas y otras herramientas para reducir los riesgos de la producción de arena sin restringir la productividad del petróleo y el gas. Los primeros esfuerzos de control de arena se centraron en la suposición de que la elección de la pantalla de arena óptima se basaba en una relación entre la apertura de la pantalla y un punto único en las distribuciones de tamaño de grano.. Los experimentos realizados en condiciones ideales de prueba de preenvasado utilizando esferas de un solo diámetro lideraron al investigador C.J.. Coberly para concluir que la producción insignificante de partículas ocurre a través de ranuras rectangulares de anchos que son el doble del diámetro de las partículas o a través de aberturas circulares que tienen diámetros tres veces mayores que el diámetro de las partículas. (Figura 1).2Muestras de arena en formación, Las partículas tienen una distribución de tamaño, lo que obligó a Coberly a elegir un diámetro característico, D, dentro de esa distribución de tamaño basada en experimentos físicos utilizando muestras de arena de formación.

Dimensionando el ancho de la ranura al doble de d10 (2d10) para permitir una producción de arena transitoria insignificante se conoce como la regla de Coberly. En respuesta al trabajo de Coberly, HD. Wilson escribió eso para muestras de arena de la costa del Golfo de EE. UU., por ejemplo, la retención adecuada de arena requería dimensionar las ranuras a no más de d10.3 Los expertos de la industria han concluido que las diferencias en esas conclusiones están relacionadas con lo que constituye una cantidad insignificante de arena producida y con el intento de caracterizar el tamaño total de las partículas distribución usando un solo parámetro. Otros aspectos de la selección de una ranura o tamaño de pantalla basados ​​en prácticas tradicionales implican tomar muestras representativas de arena y caracterizar esas muestras.. Las muestras más representativas se obtienen a través de núcleos convencionales extraídos de profundidades conocidas.. Caracterizar formaciones, los técnicos de laboratorio determinan las distribuciones de tamaño de partículas (PSD), típicamente por análisis de tamiz o láser o ambos. En años recientes, el uso de análisis de tamaño de partículas láser (LPSA) se ha vuelto común en algunas empresas porque dicho análisis puede proporcionar mejor los detalles de la porción más fina de la distribución del tamaño de partícula que el análisis de tamiz.. Además, el análisis láser requiere menos mano de obra que el análisis de tamiz y, por lo tanto, generalmente tiene un costo más bajo, que permite a los operadores analizar económicamente muchas muestras. Usar la muestra más representativa disponible, los ingenieros suelen determinar las aberturas adecuadas de la pantalla en función del tamaño más grueso 10% de una distribución de tamaño de partícula, o d10. Las cribas que tienen anchos de ranura determinados por este proceso están diseñadas para permitir que pase cierta cantidad de arena

Figura 1. Método tradicional para dimensionar pantallas. Pruebas realizadas en la década de 1930, usando arenas de un solo tamaño de grano en pantallas que tenían ranuras rectangulares, resultó en curvas que son funciones casi lineales. Un puente de partículas estable formado a través de ranuras cuyo ancho era aproximadamente el doble del diámetro del grano. (rojo), y toda la arena pasó a través de la malla que tenía una ranura de aproximadamente tres veces el diámetro del grano (azul). (Adaptado de Coberly, referencia 2).

mientras que las partículas más gruesas se retienen por exclusión de tamaño o puente. En proceso de retención, las partículas finas son retenidas por el espacio poroso de los granos gruesos e incluso las partículas más finas son retenidas entre el espacio poroso de las partículas finas; este proceso se repite hasta que cesa la producción de arena. Este artículo describe el proceso mediante el cual los ingenieros combinan la envoltura de alambre óptima y la pantalla independiente de malla metálica. (S.A.S.) tamaño y tipo para apuntar a formaciones en terminaciones en agujero abierto. Además, este artículo analiza una técnica que permite a los ingenieros utilizar toda la distribución del tamaño de la arena al seleccionar una zaranda y reducir rápidamente el rango de tamaños y tipos de zaranda para optimizar el control de la arena.

Este proceso a menudo da como resultado decisiones de control de arena más adecuadas para el pozo en cuestión de lo que es posible usando prácticas anteriores que usan solo un parámetro de diseño., como d10, y reduce la cantidad de pruebas de laboratorio que se deben realizar para determinar la opción óptima para la formación objetivo. Un caso histórico de la costa oeste de África demuestra el potencial de los métodos discutidos. Cómo se toman las decisiones Antes de que la broca empiece a construir, Los operadores deben tomar varias decisiones que afectarán la forma en que finalmente se configura la terminación.. Luego, los ingenieros deben decidir si encajonar, cementar y perforar el intervalo de producción o utilizar un pozo descubierto. Completaciones a pozo abierto, típicamente menos costosa que las terminaciones de pozo entubado, puede completarse usando empaques de grava o filtros independientes si se espera que la formación produzca arena. Los tipos de pantalla independientes incluyen pantallas de envoltura de alambre (WWS) y mallas metálicas (MMS). Para crear un WWS, los fabricantes envuelven alambre alrededor de un tubo base perforado. El cable se coloca

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