27 febrero 2008

Tecnología de Pozos Inteligentes: Oportunidades y Beneficios
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El desarrollo de reservas marginales[1], la optimización de procesos de recuperación secundaria por inyección de agua[2] o la reducción de la producción de agua en campos maduros[3] son solo algunas de las áreas donde la Tecnología de Pozos Inteligentes (TPI) ha tenido éxito. Una terminación inteligente es aquella en la cual el control de flujo (o inyección) toma lugar en el fondo del pozo, en el yacimiento, sin intervención física, con o sin monitoreo activo[1].

El objetivo fundamental de este artículo fue el de explorar algunos trabajos publicados recientemente sobre la TPI con el fin de identificar las principales aplicaciones de esta tecnología en la actualidad y los beneficios obtenidos de dichas aplicaciones.

La TPI hace posible el desarrollo de múltiples yacimientos desde un solo pozo, siempre y cuando las regulaciones gubernamentales de cada país lo permitan. Esta práctica brinda la oportunidad de desarrollar reservas marginales a través de la producción conjunto haciendo rentables el desarrollo de tales acumulaciones de hidrocarburos[1]. El valor de la TPI se ha hecho tangible a través de la producción acelerada, a la vez que se reducen los costos de intervención y el número de pozos, además de extender la producción en el periodo estable[2]. En este sentido se ha demostrado que la integración de la TPI y el empleo de pozos multilaterales proporciona una gran oportunidad para entender el comportamiento del yacimiento y tomar acciones proactivas con el fin de maximizar el recobro de hidrocarburos[3].

A pesar de los beneficios y múltiples ventajas que resultan del empleo de TPI, ésta no se ha difundido tan rápidamente como se esperaba, principalmente por la carencia de confianza por parte de la gerencia al momento de considerar si el valor agregado de la TPI es suficiente para justificar la inversión adicional en su aplicación[4].

Introducción

Una Terminación de Pozos Inteligentes es un sistema altamente automatizado que permite obtener, transmitir y analizar, datos de yacimientos y producción, teniendo así, la capacidad de tomar acciones para alcanzar un mejor proceso de producción y control de pozo. El valor de esta tecnología reside en su capacidad de activar y modificar remotamente el funcionamiento de la zona completada a través del control de flujo, así como también monitorear la respuesta y desempeño de cada zona en tiempo real. Esto implica un control sistemático del flujo de fluidos a lo largo y ancho de la roca yacimiento, lo cual se resulta particularmente complejo en ambientes estratificados.

Este nuevo aporte a las tecnologías de perforación provee la base necesaria para incrementar la productividad por pozo y disminuir al mismo tiempo el número de pozos necesarios para desarrollar un prospecto.

El uso de la TPI brinda al Ingeniero la posibilidad de monitorear mas efectivamente las condiciones en el yacimiento usando sensores en el fondo del pozo, a la vez que se controla el flujo de fluidos que entra o sale de cada pozo mediante la utilizaron de Válvulas de Control de Intervalo (VCI) sin la necesidad de intervención física. Las VCI permiten el control independiente de cada zona, cómo y cuando sea requerido a fin de maximizar la producción en todo momento.

El principal propósito de los dispositivos inteligentes consiste en lograr una integración segura y confiable entre el aislamiento zonal, el control de flujo, el levantamiento artificial, el monitoreo permanente y el control de la producción de arena[5].

Discusión

La tecnología de pozos inteligentes tiene muchas aplicaciones, principalmente por la habilidad de manejar activamente el proceso de recobro del yacimiento, lo cual es especialmente importante para proyectos de recobro secundario y terciario.

Los pozos inteligentes pueden controlar la distribución de inyección de agua o gas en un pozo, entre estratos o entre yacimientos. Con esto se logra restringir la producción de influjos indeseados (agua y/o gas) desde diferentes zonas de producción en el pozo. Por consiguiente se puede decidir cuando inyectar agua o extraer petróleo a fin de movilizar las reservas no barridas remanentes en el yacimiento. Esto cobra mayor importancia para pozos con arquitecturas complejas, pozos multilaterales, y para yacimientos caracterizados por un alto grado de anisotropía y/o heterogeneidad.

Las aplicaciones fundamentales de la TPI son las siguientes:
1. Control de la distribución de inyección de agua o gas a lo largo de los pozos de inyección.
2. Control o exclusión de influjos a lo largo de los pozos productores.
3. Aceleración de la producción por producción conjunta.

En general, la separación de gas requiere de instalaciones de superficie para quitar el gas de pozos de petróleo de pozos inyectores de gas. En la figura 1 se muestra una interesante aplicación de las VCI, el pozo de la izquierda produce gas. El pozo que se encuentra en el centro es un pozo inyector de gas. La producción de gas subterránea y la autoinyeción utilizando tecnología de control de flujo, que aparece a la derecha, pueden reemplazar costosas instalaciones de superficie y pozos de inyección de gas.

Figura 1. Producción de petróleo libre de gas[5].

La TPI tiene significativas aplicaciones en el campo de pozos multilaterales, ya que ofrece la flexibilidad requerida para controlar la contribución de cada brazo de los pozos multilaterales. Para ejemplificar esto las figuras 2 y 3, muestran como el control de flujo puede impedir el avance del agua en pozos multilaterales.
Figura 2. Ambos laterales producen petróleo[5].

Figura 3. Sólo hay producción desde el lateral superior[5].

Otra de las áreas donde la aplicación de la TPI ha tenido gran éxito es en el desarrollo de reservas marginales gracias a la producción conjunta, que consiste en la producción simultánea de hidrocarburos desde múltiples yacimientos a través de una sola tubería de producción [1].

Entre los beneficios que conlleva el uso de TPI en la producción conjunta, se encuentran: la disminución en el número de pozos, la necesidad de menos infraestructura, aumento de la productividad por pozo y un costo operacional más bajo.

Los beneficios anticipados por el uso de la TPI sólo son alcanzados si se implementan los procesos de control apropiados en el momento oportuno. Las acciones de control tienen como fin último la optimización del proceso de recobro.

Estudios previos demuestran habilidad de los sistemas de pozos inteligentes para identificar y controlar la producción de agua indeseada sin intervención, acelerando la producción, incrementando el recobro ultimo y con un costo de operación comparativamente mas bajo.

Conclusiones

1. Los sistemas de pozos inteligentes se sustentan en el uso de válvulas de control de flujo que permiten un control independiente de cada intervalo, en aras de optimizar la producción en todo momento sin necesidad de intervención física.

2. La TPI brida un monitoreo continuo y permanente del comportamiento del yacimiento, pudiendo así ejercer un manejo proactivo del flujo de fluidos en el yacimiento.

3. La TPI también ofrece la flexibilidad necesaria para controlar la contribución de flujo de las diferentes extremidades de un pozo multilateral.

4. Con sistemas convencionales la producción de crudo suele ser diferida para realizar actividades de recompletacion mientras que con la TPI la producción es continua.

5. El impacto al medio ambiente es menor con el uso de la TPI, ya que se reduce el número de localizaciones necesarias.

6. La tecnología de pozos inteligentes permite acelerar la producción mediante la producción conjunta de múltiples yacimientos, lo cual es de particular interés y aplicación en el caso de reservas marginales.

Referencias
  1. Konopczynski, M., Ajayi, A. y Russell, L.: “Intelligent Well Completion: Status and Opportunities for Developing Marginal Reserves”, paper SPE 85676 presented at the 27th Annual SPE International Technical Conference and Exhibition in Abuja, Nigeria, Aug. 4-6, 2003.

  2. Ajayi, A. y Konopczynski, M.: “Application of Intelligent Completations To Optimize Waterflood Process on a Mature North Sea Field: A Case Study”, paper SPE 101935 presented at First International Oil Conference and Exhibition in Mexico held in Cancun, Aug. 31 – Sep. 2, 2006.

  3. Ajayi, A. y Konopczynski, M.: “Intelligent-Well Technology Reduced Water Production in a Multilateral Oil Producer ”, paper SPE 102982 presented at he 2006 SPE Annual Technical Conference and Exhibition held in San Antonio, Texas, U.S.A., Sep. 24-27, 2006.

  4. Elmsallati, S.M., Davies, D.R. y Erlandsend, S. M.: “A Case Study of Value Generation with Intelligent Well Technology in a High Productivity, Thin Oil Rim Reservoir”, paper SPE 94995 presented at the 14th SPE Middle East & Gas Show and Conference held Bahrain International Exhibition Centre, Bahrain, Mar. 12-15, 2005.

  5. Argeroy J., Morris A. et al. “Control Remoto de Yacimientos”. Oilfield Review 10.no 2 (Otoño de 1999) 2-19

  6. Ajayi, A. y Konopczynski, M.: “Optimizing reservoir performance with intelligent well technology: Intelligence Well Technology”. Disponible:[http://www.worldoil.com].
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