Operaciones Especiales

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Operaciones Especiales
Cátedra Geología de los Combustibles Fósiles
Año 2020
Edición P. Cavalleri / Revisión: Luis Alvarez
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Operaciones Especiales: Distintos tipos de operaciones durante y después de
la Perforación: Entubación, Cementación. Ensayos de Capas. Terminación y
puesta en producción del pozo.
Cátedra de Geología de los combustibles fósiles - 2020
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ENTUBACION Y CEMENTACIÓN
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Es una operación esencial en la perforación en pozos de gas o petróleo que consiste en revestir el
hueco o pozo con una tubería de acero o casing. Diámetros sucesivamente más pequeños se enroscan (y en
algunas pocas ocasiones se sueldan) entre sí para conformar una tubería que cubre toda la longitud del pozo
perforado. El Casing (o camisa) es una tubería de diámetro variable que se ensambla e inserta en una sección
recientemente perforada de un pozo.
¿Para qué se entuban los pozos?
• MANTENER LA INTEGIRDAD DEL POZO PERFORADO (Evitar que las formaciones se derrumben dentro del pozo)
• AISLA CAPAS SUPERFICIALES O SOMERAS INCONSOLIDADAS
• AISLAR NIVELES ACUIFEROS
• SORTEAR FALLAS O FRACTURAS CON PERDIDA DE CIRCULACION DE LODO.
• AISLAR NIVELES CON PRESIONES ANORMALES (SUB O SOBREPRESIONADOS)
• AISLAR LUTITAS SOBREPRESIONADAS O DERRUMBABLES
• IMPEDIR LA COMUNICACIÓN VERTICAL DE FLUIDOS DE DISTINTOS NIVELES
• DAR SOPORTE A LA INSTALACION DEL EQUIPO DE CONTROL EN SUPERFICIE Y A LOS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
ENTUBACION
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ENTUBACION
TIPOS DE REVESTIMIENTO:
• CONDUCTOR: Es una sarta relativamente corta (en general no superior a 50
metros) instalada para proteger la zona superficial de la erosión causada por el
fluido de perforación. Permite que el lodo pueda tener un nivel suficiente para
que pueda regresar a los tanques y evita el desgaste alrededor de la base del
RIG.
• SUPERFICIAL O GUIA: Se instala para proteger las formaciones de agua dulce y
evitar que las formaciones sueltas de derrumben dentro del pozo. También
sirve de anclaje a la BOP para controlar problemas con zonas de presión
anormal. El revestimiento debe ser lo suficientemente resistente para soportar
la BOP, y capaz de resistir las presiones de gas o fluidos que puedan
encontrarse cuando la perforación vaya a mayor profundidad que este
revestimiento.
• INTERMEDIA: Se usa principalmente para proteger el pozo contra pérdidas de
circulación o zonas críticas con formaciones inestables, previo al arribo a la
zona de interés. En general son las secciones mas extensas.
• PRODUCTIVA/DE INTERES/DE EXPLOTACION: Es la última sarta de
revestimiento en un pozo, usualmente puesta encima o a través de una
formación productora. Este revestimiento aísla la zona saturada con petróleo y
gas de otras formaciones perforadas en posiciones mas elevadas.
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Al igual que con el equipo normal para la tubería de perforación, existe equipo especializado para manejar los diámetros específicos del 
revestimiento o casing como: ELEVADORES, LLAVES DE AJUSTE (casing tongs), ENROSCADORES (casing spinners) con el fin de levantar y enroscar 
las juntas o caños unas con otras con el torque correcto. 
ENTUBACION
POZOS SOMEROS POZOS PROFUNDOS
Diámetros de Casings utilizados en la
industria: se seleccionan en función
de diferentes parámetros como:
Profundidad, complejidad, tipo de
reservorio (gas o petróleo), etc.
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ENTUBACION
Casing tong
Casing Spinner
Casing Spinner + Casing Tong
Elevadores
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https://youtu.be/OXgUKXFsJ_I
ENTUBACION
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CEMENTACION
La cementación de un pozo petrolero es un procedimiento que consiste en mezclar cemento, aditivos y agua, por medio
de equipos especiales de mezclado, y bombearlo a través del casing o del sondeo hacia puntos críticos del espacio anular formado
entre el pozo y la cañería, o también a pozo abierto o entubado en una sección preestablecida.
CEMENTACION PRIMARIA:
La cementación primaria es la colocación de una lechada de cemento en el espacio anular existente entre la cañería de
revestimiento y la formación expuesta al hueco del pozo.
OBJETIVOS:
• Proporcionar aislamiento zonal: Formaciones o niveles con contenido diferencial de fluidos.
• Proporciona apoyo para las distintas sartas de cañería de revestimiento introducidas en un pozo.
• Proteger la cañería o casing enfrentada a formaciones y fluidos agresivos (formaciones salinas, gases corrosivos, aguas de
formación agresivas, CO2, H2S, etc).
• Proteger el el casing del pozo contra un derrumbe, especialmente en formaciones plásticas, sensibles al agua o no consolidadas
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CEMENTACION SECUNDARIA:
Las cementaciones secundarias son llamadas también cementaciones de remediación. Estos trabajos se los realizan 
luego de que se llevo a cabo una cementación primaria. Las cementaciones secundarias tienen las siguientes funciones: 
• Remediar daños en el casing provocados por la corrosión.
• Controlar una zona con perdidas de circulación (durante la perforación de un pozo).
• Aislar intervalos entre zonas productoras.
• Aumentar el nivel de lechada en el espacio anular
• Reparar zonas en donde no existe una buena adherencia de la lechada entre el casing y las paredes del pozo.
• Cementación de zonas previamente punzadas.
• Cementación de instalaciones de pozos (sarta de produccion, packer, etc).
• Abandono de pozos / Tapones de Abandono.
CEMENTACION
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CEMENTACION
HERRAMIENTAS Y EQUIPOS DE PROFUNDIDAD :
• ZAPATAS
• COLLARES
• CESTOS
• CENTRALIZADORES
• RASPADORES
• TAPONES
HERRAMIENTAS Y EQUIPOS DE SUPERFICIE :
• CABEZA CEMENTADORA
• UNIDAD DE MEZCLADO O MIXER
• UNIDAD DE BOMBEO DE LECHADA
• UNIDAD DE TRANSPORTE DE CEMENTO A 
GRANEL O BULK
• PLANTA DE CEMENTO: Silo + Balanza + Aditivos
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CEMENTACION
MIXER
SILO
UNIDAD DE BOMBEO
BULK
EQUIPO DE SUPERFICIE
CABEZA DE CEMENTACION
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CEMENTACION
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CEMENTACION
Las herramientas CBL miden el enlace
entre el casing y el cemento ubicado en el
espacio anular existente entre el casing y el
pozo. La medición se realiza mediante el
uso de ondas acústico y ultrasónicas.
En el caso de las herramientas sónicas, la
medida generalmente se muestra en un
registro de enlace de cemento (CBL) en
unidades de milivoltios, atenuación de
decibelios o ambas.
Reducción de la lectura en milivoltios o
aumento de la atenuación de decibelios es
una indicación de una mejor calidad de
unión del cemento detrás del casing y la
pared del casing.
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ENSAYO DE POZO
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ENSAYO DE POZO
Durante un ensayo de un pozo, operación consistente en generar movilidad de los fluidos contenidos en un reservorio
determinado, se pretende obtener características fundamentales del mismo para evaluar la rentabilidad de su producción. Para eso se
monitorea y registra la respuesta del reservorio ante cambios en las condiciones de producción (o eventualmente una inyección), dado
que esta es característica de las propiedades del reservorio.
Evaluación económica: Para alcanzar la decisión de cual es la mejor forma de producción de un reservorio (o si es rentable o no), es
necesario determinar la conductividad o transmisividad [kh], presión inicial [pi] y los límites del reservorio (su tamaño). A la vez se
estudian los fluidos en el laboratorio para conocer sus propiedades fisicoquímicas y la condición en la que estos fluidos se encuentran
en el reservorio.De igual manera, es posible determinar mediante la realización de un ensayo de pozo parámetros como su factor de
daño y su capacidad de almacenamiento.
Conductividad: qué tan rápido puede fluir el hidrocarburo a través del reservorio, de esta propiedad depende cuántos pozos se van 
a realizar y la separación entre ellos. Si ésta es muy baja se deberá evaluar el costo-beneficio de realizar una estimulación.
Presión inicial del reservorio: cuánta energía potencial contiene, da información útil para pronosticar la producción que puede 
sostenerse.
Límites del reservorio: cuánto fluido está presente en el reservorio y qué tipo de límites se tiene (cerrado o abierto)
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TIPOS DE ENSAYOS EN FUNCION DEL FLUJO MEDIDO
1- Ensayo Drawdown
En este ensayo, se somete al pozo a un escalón de caudal que se mantiene constante y se
observa la caída de presión subyacente. Este tipo de ensayos es de rara aplicación por la dificultad de
mantener un caudal constante a lo largo del tiempo. Sin embargo, son útiles a la hora de ensayar los
límites del reservorio dado que los tiempos de respuesta son largos y las fluctuaciones de caudal se hacen
menos significantes.
2- Ensayo Buildup
El pozo se mantiene produciendo a un flujo constante cuando se cierra, la subida de presión
en el fondo se monitorea y así se obtiene su respuesta.
La ventaja tecnológica de este ensayo es que es más fácil mantener el flujo constante que en el
anterior, dado que este es cero.
La desventaja de este tipo de ensayos es que se debe parar la producción mientras el pozo está cerrado.
“EXISTEN OTROS TIPOS DE ENSAYO DE POZO QUE APLICAN A POZOS INYECTORES, SE APLICAN CONCEPTOS SIMILARES
A LOS ENSAYOS DE PRODUCCION, PERO INYECTANDO FLUIDOS EN EL RESERVORIO”
ENSAYO DE POZO
Ensayo Drawdown
Ensayo Buildup
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ENSAYO DE POZO
Drawdown
Buildup
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ENSAYO DE POZO
DST – Drill Stem Test (Ensayo a pozo abierto)
El DST es un método de ensayo de
pozo consistente en aislar y hacer fluir o producir
una formación de fondo de pozo, para
determinar las características de los fluidos
presentes, como así también sus caudales y
presiones asociadas.
El DST es una técnica de ensayo de
pozo realizada con la sarta de perforación dentro
del pozo (Ensayo durante etapa de Perforación).
Estas pruebas se realizan usualmente con una
herramienta que presenta un sistema de
empaquetaduras o Packers que asilan la capa a
ensayar. Solidariamente, cuenta con un sistema
de apertura y cierre accionado por una válvula
de profundidad (comandada desde superficie),
que permite la fluencia del pozo a través de un
orificio de dimensiones conocidas. Asimismo,
cuenta con un sistema de sensores de medición
de presiones y temperatura en fondo, que
registran la fluencia.
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ENSAYO DE POZO
ENSAYO A POZO ABIERTO CON SARTA DE PRODUCCION
Ensayo de Capa a Pozo Abierto:
Herramientas:
1-Tubing o sarta de produccion.
2- Packer removible.
3- Arbol de surgencia.
3- Pistoneo con copa con Slick Line.
Acciones:
Eliminar la PH que genera el fluido de completación o lodo y 
generar un disbalance o inflow.
Ventajas: Permite corroborar rápidamente condiciones de reservorio, 
presiones, temperatura, presencia de fluidos, fluencia. Se realiza con equipo de 
perforación in situ. Mas Económico que un DST. Mas Seguro.
Pozo Abierto
Pozo Entubado
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ENSAYO DE POZO
EJEMPLO DE ENSAYO DE POZO E INFORMACION OBTENIDA
DETERMINACIONES DEL 
ENSAYO
1- Capacidad de flujo (KH)
2- Permeabilidad
3- Daño total del sistema
4- Daños dinámicos
5- Limites del yacimiento.
6- Otros: Interferencias 
entre pozos.
PRESION EN FONDO
CAUDAL DE PETRÓLEO
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TERMINACION DE POZOS O COMPLETION
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TERMINACION DE POZOS / COMPLETION
La terminación de un pozo petrolero es un proceso operativo que se inicia luego de cementada la cañería 
de producción y de bombeado el fluido de completación (Salmueras a base de KCL normalmente).
El objetivo primordial de la terminación de un pozo es la de obtener producción óptima de hidrocarburos al menor 
costo. 
Para esto es preciso realizar un análisis nodal para determinar, en caso que aplique, que sistema de 
producción o Artificial Lift se va a implementar para la recuperación de las reservas.
Información necesaria para determinar el sistema óptimo: 
• Muestras de cutting
• Núcleos
• Ensayos de pozo
• Análisis petrofísicos
• Análisis PVT – PLT
• Perfilajes
Sistemas de Levantamiento Artificial
1- Bombeo mecánico
2- Bombas electrosumergibles (BES)
3- Gas Lift
4- PCP (Progressive Cavity Pump)
5-Plunger Lift
6-Bombeo Hidráulico (Jet Pumps)
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TERMINACION DE POZOS O COMPLETION
ACTIVIDADES MAS COMUNES
• Sistema de levantamiento artificial a utilizar (en 
caso que aplicase).
• Diseño de la cabeza de pozo.
• Instalación de producción a utilizar (Tubings, 
Packers, niples, conectores, etc).
• Apertura de la formación productiva mediante la 
utilización de herramientas de punzado.
• Estimulación de pozo: Acidificación, Fractura 
hidráulica, etc.
COMPLETACION POZO SURGENTE COMPLETACION SISTEMA AIB
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PUNZADO DE POZOS
El punzado de pozo es una de las mas importantes operaciones dentro del proceso de completación de
pozos. Consiste en establecer o generar la comunicación hidráulica entre la formación productiva alcanzada a
través del pozo perforado, entubado y cementado. Es de vital importancia la clara determinación de las zonas a
punzar, para maximizar la produccion de hidrocarburos, evitando el ingreso de agua en el pozo.
El punzado se logra realizando la perforación de huecos a través del casing, el cemento y la formación
productiva, mediante el disparo de proyectiles especiales.
Puntos a tener en cuenta para la realización de punzados:
• Selección del intervalo a perforar.
• Selección del fluido. 
• Selección de cargas y detonadores. 
• Diferenciales de presión aplicada o desequilibrio.
• Limpieza del pozo.
• Orientación del punzado.
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PUNZADO DE POZOS
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PUNZADO DE POZOS
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SISTEMAS DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL
El término levantamiento artificial o Artificial Lift se refiere al uso de medios artificiales para incrementar el flujo de
líquidos, tales como petróleo o agua, desde pozos de producción hacia la superficie. Generalmente esto se logra por
medio de dispositivos mecánicos en el pozo, tales como bombas, o reduciendo el peso de la columna hidrostática por medio
de la inyección de gas a cierta profundidad del pozo.
El levantamiento artificial se necesita en aquellos pozos donde la presión del yacimiento no es suficiente para
eyectar los fluidos hasta la superficie, aunque a menudo se usa en pozos fluyentes naturales (los cuales técnicamente no lo
necesitan) para aumentar el caudal por encima de lo que el pozo fluiría naturalmente. El fluido producido puede ser petróleo,
agua o una mezcla de ambos, típicamente incluyendo una cierta cantidad de gas.
Sistemas de Levantamiento Artificial más comunes
1- Bombeo mecánico
2- Bombas electrosumergibles (BES)
3- Gas Lift
4- PCP (Progressive Cavity Pump)
https://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leo
https://es.wikipedia.org/wiki/Agua
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Bombeo Mecánico
SISTEMAS DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL
El bombeo mecánico, es el sistema de levantamiento artificial más
utilizado a nivel mundial gracias a su fácil operación y optimización. El
método de operación de este sistema es la succión y transferencia
continuade petróleo desde la formación productora hasta superficie.
El bombeo mecánico es utilizado para la extracción de crudo con
diferentes gravedades API, desde crudos extra pesados hasta crudos
livianos.
La unidad de bombeo que se utiliza en este proceso, es la encargada de
impartir un movimiento ascendente y descendente en las sartas de
varillas haciendo mover el pistón que se encuentra en la bomba de
subsuelo.
El bombeo mecánico (BM), tiene dos partes fundamentales: Equipo de
superficie y Equipo de subsuelo.
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Bombeo Mecánico
SISTEMAS DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL
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Bombeo Electrosumergible
SISTEMAS DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL
El Bombeo Electrosumergible (BES), es un sistema de
levantamiento artificial que permite la producción de
altos caudales de crudo, con alta eficiencia para el
levantamiento de crudos medianos y livianos. Este
sistema de levantamiento funciona mediante la acción de
una bomba centrifuga ubicada en el subsuelo, la cual
levanta los fluidos desde el fondo de pozo hasta
superficie.
COMPONENTES
• Sensor (Opcional)
• Motor 
• Sección sellante
• Separador de gas
• Bomba
• Cable de potencia
• Descarga 
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SISTEMAS DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL
Cuando el rotor gira en el interior del estator, se presenta un
movimiento de cavidades de forma axial, generando un efecto de succión en el
fondo del estator, con lo cual se logra llevar el fluido desde subsuelo hasta
superficie. El eje o rotor, se acciona desde superficie mediante la utilización de
un motor.
PCP (Progressive Cavity Pump)
El Bombeo por Cavidades
Progresivas (BCP), es un sistema de
levantamiento artificial que presenta
alta eficiencia con respecto a los
otros sistemas de levantamiento, ya
que puede extraer entre un 50% a
60% de la producción de fluidos
medianos (22 < °API < 29,9) o
pesados (°API 21,9) en el pozo donde
se instale.
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SISTEMAS DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL
Sistema Gas Lift
El sistema de levantamiento de gas
consiste en inyectar gas a alta presión a través del
anular, dentro de la tubería de producción a
diferentes profundidades, con el propósito de
reducir el peso de la columna de fluido y ayudar a
la energía del yacimiento en el levantamiento o
arrastre de su petróleo y gas hasta la superficie.
Al inyectar gas la presión ejercida por la columna 
se reduce y el pozo es capaz de fluir debido a:
• Reducción del gradiente del fluido (La presión de 
fondo fluyente disminuye).
• Expansión del gas inyectado.
• Arrastre de los fluidos por la expansión del gas 
comprimido.
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ESTIMULACION DE POZOS
FRACTURA HIDRÁULICA O FRACKING
Es un tratamiento de estimulación ejecutado en
los pozos de petróleo y gas de los yacimientos de
baja permeabilidad o reservorios cuyas permeabilidades han
sido disminuidas por efectos del proceso de producción
(skin).
La técnica consiste en el bombeo de fluidos y
agentes de sostén a alta presión y alto régimen de bombeo.
Las alas de la fractura se extienden lejos del pozo, en
direcciones opuestas, de acuerdo con los esfuerzos naturales
presentes en la formación.
El agente de sostén, tal como granos de arena o material
cerámico de un tamaño determinado, se mezcla con el fluido
de tratamiento para mantener la fractura abierta cuando
concluye el tratamiento. El fracturamiento hidráulico genera
una comunicación de alta conductividad con una extensa
área de la formación y sortea cualquier daño que pudiera
existir en la región vecina al pozo.
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ESTIMULACION DE POZOS
ACIDIFICACION
Los ácidos tienen su utilidad en la estimulación de pozos por su eficacia en la
disolución de minerales de la formación y también de materiales extraños a la misma,
tales como lodos de inyección, arcillas y carbonatos que pueden haber sido introducidos
durante las operaciones de perforación y/o completación.
De la eficacia en la disolución de esos minerales y materiales dependerá el incremento
logrado en la productividad del pozo.
Métodos de acidificación de pozos petroleros:
1. Lavados ácidos: Es una operación destinada a remover depósitos solubles en
ácidos en las paredes del pozo o para abrir perforaciones obturadas.
2. Acidificaciones de matriz: Es la inyección de un ácido a la formación a una presión
menor a la de fractura de la misma.
3. Fracturas acidificadas: Consiste en inyectar ácido a una presión lo
suficientemente alta para producir una fractura hidráulica a la formación en
tratamiento o para abrir y comunicar fracturas existentes.
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FIN