SELECCION DE GRAVA PARA POZOS DE PETROLEO

Selección del Tipo y Tamaño de Grava

El éxito de un empaque con grava depende de la selección correcta del tamaño de grava, tipo y la colocación apropiada de la grava alrededor de la tubería ranurada o rejilla. Si el tamaño de la grava a emplearse no es seleccionado correctamente, la arena de formación no será controlada y migrará al empaque de grava, por lo cual se reducirá la permeabilidad efectiva y restringirá la producción. El empaque de grava debe ser colocado completamente alrededor de la rejilla ya que posibles cavidades presentes en el empaque permitirán la migración y producción de las arenas de formación.

Selección del Tamaño de La Grava de Empaque:
Se han publicado diversas técnicas que permiten seleccionar el tamaño de arena de empaque con grava para controlar la producción de arena de formación. La técnica más empleada en la actualidad fue desarrollada por Saucier:

El trabajo de Saucier parte de la premisa básica de que el control óptimo de la arena se logra cuando el tamaño medio de arena del empaque no es más de seis (6) veces mayor que el tamaño medio de los granos de arena de formación (D50); él se basó en una serie de experimentos con flujo a través de núcleos, donde la mitad del núcleo estaba constituido por grava de empaque y la otra mitad era arena de formación. Luego modificó la relación del tamaño medio de los granos de arena de empaque con grava / tamaño medio de los granos de arena de formación, en un rango comprendido entre dos (2) y diez (10), para determinar con exactitud cuál era el control óptimo de arena.
Selección del Tipo de Grava de Empaque:
La selección del tipo de grava para realizar el empaque, esta determinado por dos características primordiales, la profundidad del pozo y método de producción (con o sin inyección de vapor):

  • Empaques en pozos someros inyectores de vapor: Para pozos empacados en yacimientos inyectores de vapor, se recomienda el uso de gravas sintéticas. Debido al efecto negativo que presenta el proceso de inyección de vapor en algunos minerales como el cuarzo y sílice comúnmente presentes tanto en el yacimiento como en la grava natural utilizada para empaques. Estudios de laboratorio y campo han demostrado que la grava natural y arena de formación pueden ser disueltos rápidamente en la corriente de vapor, el cuarzo y otros minerales silíceos poseen baja solubilidad a temperatura ambiente, pero a elevadas temperaturas normalmente alcanzadas durante la inyección de vapor, estos minerales se degradan con mayor rapidez especialmente los silíceos que son los que constituyen principalmente la matriz de la roca. La disolución por efectos del vapor no ocurre solamente a nivel del yacimiento sino también en el empaque, el cual se encuentra constituido en su totalidad por granos de cuarzo los cuales se mantienen inalterables a pH menores de 9.5. Las gravas sintéticas presentan una mayor resistencia a las altas temperaturas generadas durante la inyección de vapor (600°F). Underdown y Das8 evaluaron el comportamiento de diversos tipos de materiales al ser sometidos a altas temperaturas y variaciones del pH, observando que las gravas sintéticas presentan una pérdida de peso de 3.5% a un pH de 11 a 600°F, mucho menor en comparación al obtenido con grava natural Ottawa de 46.1% de pérdida de peso a un pH de 11 y una temperatura de 540°F.
  • Empaques en pozos someros sin inyección de vapor: Para pozos empacados en yacimientos no inyectores de vapor, se recomienda el uso de gravas naturales importadas.
  • Empaques en pozos profundos: Para pozos profundos empacados, se recomienda el uso de gravas sintéticas. Debido a que éstas presentan una menor generación de finos durante el proceso de empaque que las gravas naturales.

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