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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 hwb > 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