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WASTE INJECTION
Service Assurance
Presentado por
Gustavo Villarroel BSc.
M-I SWACO
Octubre 23, 2008
Agenda
 Introducción
 Qué es WI
 Servicio Integrado de WI
 Proceso de Aseguramiento
 Casos de Estudio
 Conclusiones
2
¿Qué es WI?
3
Materiales de Inyección
 Desperdicios de perforación (ripios), de producción, de
almacenamiento y refinación como agua producida, emulsiones,
fluidos de producción, etc..
4
¿Cómo se Hace?
Litología
Pozo
Dedicado
13-5/8”CP
Qu.+Te
rt.
Creta
1000m
Juras
2000m
10-3/4”
7”
Trias.
Permia
3000m
Sal
.
Reserv
Unit 1
4000m
Unit 2
5000m
5
Opciones de Inyección
INYECCIÓN ANULAR
INYECCIÓN DE TUBERÍA
INYECCIÓN DE TUBERÍA
Perforación/Producción e Inyección
Simultánea
Pozo Redundante Existente
Pozo de Inyección Dedicada
Inyección dentro
de Pozo
Redundante
Inyección dentro
de Pozo Dedicado
Re-Inyección por encima del yacimiento
después de Perforar
a TD y Producir
20 pulg
20 pulg
20 pulg
13 3/8 pulg
13 3/8 pulg
13 3/8 pulg
Zona de
Inyección
Zona de
Inyección
4 pulg
Tubería
9 5/8 pulg
4 pulg
Tubería
9 5/8 pulg
Empacador
Yacimiento
agotado
Yacimiento
6 pulg
6
Zona de
Inyección
Cemento
6 pulg
Empacador
Zona de
Inyección
Puente
Taponado
9 5/8 pulg.
4 pulg
Tubería
Empacador
Zona de
Inyección
6 pulg
Zona de
Inyección
Beneficios Obtenidos con Inyección de Desechos
40
35
Toneladas/ 1000 BBls de Desechos
30
• Política Cero Descarga.
• No limitada por ubicación o
logística
25
20
15
10
5
•
Reduce riesgos ambientales
0
Desorción
Biorreactor
Abono
Solidificación Vermicultura
Disposición
Cultivos
termal
Mezcla de
Eficiencia de Costos de la Inyeccion
Costo por Barril Inyectado
• Costo-Eficiencia
Volumen Inyectado
7
Desechostierra
• Total control por el
Operador
• Baja emisiones de CO2
Inyección
Operaciones de M-I SWACO en WI en el Mundo (>1991)
Europa
Norte América
Medio Oriente
Asia
África
Sur América
Australia
Nueva Zelanda
8
Volúmenes Inyectados a Nivel Mundial
9
Posibles Riesgos Durante la Inyección
PROCESO DE ASEGURAMIENTO
RIESGOS EN SUPERFICIE Y SUBSUELO
RIESGOS DEL EQUIPO
EN SUPERFICIE
Capacidad del Equipo
Falla del Equipo
RIESGOS DEL POZO
Erosión/Corrosión
RIESGOS DE LA FRACTURA
HIDRÁULICA
Sedimentación de
partículas en la lechada
sinéresis
Incertidumbre Geológica
Intersección de la
Fractura con Pozos
Productores, fallas
naturales o futuras
trayectorias del pozo
Filtración
Capacidad de la Zona
Propagación
Incontrolada de la Fractura
10
TÉCNICAS Y HERRAMIENTAS
DE MITIGACIÓN
1. Evaluación Geológica
2. Simulaciones de la Fractura
3. Equip. de Superficie + Diseño
del Pozo
4. Herramientas de Ingeniería
5. Diseño del lodo + Pruebas
6. Estudios de Ingeniería
7. Adquisición de Datos
8. Monitoreo
Servicio Integrado de Inyección
11
Servicio Integrado de Inyección
12
Servicio Integrado de Inyección
Layer
13
Zone
Depth
Stress
GR
Young's Poisson
Modulus Ratio
(GPa)
2515
0.32
K
(mD)
0.10
Cw
Spurt
Porosity
(ft/min1/2) (gal/100ft2)
0.00175
1.68
0.12
1
M
(m)
xxx
(GPa)
51.8
(GAPI)
123.63
2
G- A
xxx
41.3
50.89
5488
0.13
2043.55
0.00886
8.85
0.21
3
G- B
xxx
42.4
51.46
6772
0.16
953.29
0.00832
8.30
0.18
4
G- C
xxx
44.2
66.42
4380
0.17
569.78
0.00795
7.93
0.20
5
G- D
xxx
44.7
129.69
5200
0.19
35.78
0.00596
5.93
0.13
6
N
xxx
47.5
118.22
5176
0.25
0.05
0.00131
1.23
0.08
7
I
xxx
45.3
79.13
5500
0.20
3.40
0.00428
4.23
0.13
8
R
xxx
47.7
108.69
5470
0.23
0.02
0.00061
0.53
0.08
Servicio Integrado de Inyección
14
Monitoreo & Control
tC
Descenso de la
Presión
Cierre de la
Después del cierre
Fractura
Presión Transitoria del Yacimiento
Pozo Cercano
tp
BPH, Pw (psi)
9000
8000
7000
Tratamiento de
la Fractura
∆Pf
Presión neta
de la Fractura
= Pw - Pc
6000
Análisis de Presiones
No Sólidos
La Fractura se
cierra en el pozo
Presión de Cierre, Pc
Presión del Yacimiento
1
3
5
7
8
10
12
Identificación de Riesgos
15
18
20
Caso Ejemplo: Problemas Operacionales
Taponamiento
Fractura
Taponamiento
Parcial
Pozo
16
Servicio Integrado de Inyección
17
Problemas Asociados al Diseño de la Lechada
-
Precipitación de
Partículas
-
Asentamiento
estático
-
Test A
0 lb/bbl
16%
Sinéresis
53%
18
Test A
0.75 lb/bbl
Test A
Test A
1.0 lb/bbl 1.25 lb/bbl
10%
7%
Servicio Integrado de Inyección
19
Especificaciones de Equipo
 Especificaciones del equipo: presión requerida, capacidad
de bombeo, capacidad de tanque y otras facilidades de
superficie recomendadas.
21
Equipos en Superficie
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
22
Rig Shaker
Screw Conveyor
Cuttings Ditch
Cuttings Diverter
Cuttings Blower
Air Supply
Seawater Supply
Drain Water & Slops
Slurrification Unit
Coarse Tank
Coarse Tank Circulating Pump
Fines Tank
Fines Tank Circulating Pump
Batch Holding Tank
Transfer Pump
High Pressure Injection Pump
Injection Wellhead
Classifying Shaker
Grinding Mill (Optional)
Modelo Geomecánico y Simulaciones
Diseño de la Operación
Pruebas de Presión y Validación del Modelo
Operaciones de Inyección
Adquisición de Datos y Evaluación
23
MONITOREO
Geología y Evaluación de Datos
ESTUDIOS
Proceso de Aseguramiento
Caso Ejemplo: Mar del Norte
24
Caso Ejemplo: Mar del Norte
25
Caso Ejemplo: Mar del Norte – Restricción Parcial
26
Inyección por Encima del Esfuerzo de Sobrecarga
27
Hallazgos en Inyección de Nitrógeno
28
Caso Ejemplo: Mar Caspio
29
•
Pozo perforado en el flanco noreste del
anticlinal en Azeri Central
•
La zona de inyección se encuentra en un
mudstone con buzamiento de 37º
•
Falla mas cercana a 1Km
•
Pozo mas cercano a 840m
Caso Ejemplo: Mar Caspio
30
•
Inclinación del pozo es 25o
en la zona de inyección
•
Intervalo perforado es 2851
a 2855 mTVD
•
Medidor de presión
localizado a 2806m MD
Caso Ejemplo: Mar Caspio - Detección de Restricciones
31
Caso Ejemplo: Mar Caspio - Detección de Restricciones
Esfuerzo Total = Esfuerzo Litostático +
Esfuerzo Tectónico
32
Caso Ejemplo: Mar Caspio - Detección de Restricciones
•
No alineamiento de la fractura con el pozo, por lo cual
presiones de inyección aumentan y se ven anomalías en el
monitoreo de presión
133/8
9-5
/8

hwb >
or,
B
> Omin
33
Caso Ejemplo: Mar Caspio - Validaciones
• Se hizo una validación del modelo geomecánico con el
análisis de presión semanalmente paras entender el
mecanismo de fracturamiento de manera semanal
Simulated Volume: 1 mln bbls
Injection Rate: 0.5 BPM
1892
400
45
300
Depth (m)
2036
35
30
2107
25
20
2179
15
10
2251
Fracture Width (mm)
40
Extension
Lateral
Relative
Depth (m)(m)
1964
50
16
14
200
12
100
10
0
8
-100
6
-200
4
-300
5
2323
2
-400
0
50
100
150
200
Fracture Length (m)
250
Fracture Width (mm)
Simulated Volume: 1 mln bbls
Injection Rate: 0.5 BPM
0
200
Fracture Length (m)
* TerraFRACTM Fully 3D Hydraulic Fracture Numerical Simulator
34
Caso Ejemplo: Mar Caspio - Tratamiento
Down-hole Injection Pressure in Central Azeri CRI Well B-03
8500
Downhole Injection Pressures, psi
8300
Seawater Injection Periods
8100
7900
y = -7E-08x2 + 0.0178x + 6380.5
7700
7500
7300
7100
6900
6700
Waste Volume Injected, bbls
35
178,000
172,000
166,000
160,000
154,000
148,000
142,000
136,000
130,000
124,000
118,000
112,000
106,000
100,000
94,000
88,000
82,000
76,000
70,000
64,000
58,000
52,000
46,000
40,000
34,000
28,000
22,000
6500
Caso Ejemplo: Argentina
36
Caso Ejemplo: Argentina
•
Retos:
-
Tiempo limitado – Cerca temporada de
Lluvias
-
Alrededor de 21,000 bbl de desechos se
necesitaron disponer de forma segura
-
Limites en las condiciones
operacionales – Condiciones del Pozo
-
2 Intervalos Perforados
-
Escaso tiempo para conducir un
análisis completo de FEED.
37
Caso Ejemplo: Argentina – Análisis de Presiones
38
Caso Ejemplo: Argentina – Deplazamientos
39
Caso Ejemplo: Argentina - Resultados
The recovered area after the Injection
40
Caso Ejemplo: Argentina 2002
41
Caso Ejemplo: Argentina 2002
42
Caso Ejemplo: Argentina 2002
43
Conclusiones
Gestión del Riego?
44
Preguntas
Gracias
45