Evaluación de la estabilidad mecánica de las perforaciones de pozos verticales de petróleo utilizando el método de los elementos finitos

Abstract

Dentro de los procesos de completación de pozos petroleros, el cañoneo es uno de los más importantes debido a que puede definir su vida productiva; si es ejecutado de manera eficiente aumenta drásticamente la tasa de recuperación de hidrocarburos, pero en caso contrario podría ocasionar pérdidas totales de zonas productoras. La eficiencia del cañoneo se mide en productividad, que es la meta final de toda empresa dedicada a la explotación de hidrocarburos, sin embargo, como éstos se encuentran en rocas porosas, al ser trasladados al fondo del pozo también arrastran consigo partículas de arena, que es un elemento indeseable, no sólo porque su acumulación puede tapar una zona productora sino porque genera daños en las herramientas y tuberías instaladas. El origen de la producción de arena es la generación de deformaciones plásticas en la formación, lo que genera fallas en las rocas disgregando partes de sí mismas. En la presente investigación se propone un modelo numérico analizado con el método de los elementos fi nitos, capaz de representar las condiciones físicas reales tanto del proceso de cañoneo como de los previos necesarios para la construcción del pozo, a partir del cual se realiza una evaluación de la estabilidad mecánica del sistema revestidor-cemento-formación modificando entre otras variables, las propiedades elásticas del cemento y los esfuerzos in situ. Con la presente investigación, se pudo determinar que apuntar las perforaciones a 60º con el esfuerzo máximo horizontal, en vez de ser alineadas directamente, puede hasta duplicar el riesgo de producir arena; y que con una misma configuración del sistema de cañoneo, se podría triplicar el riesgo de producir arena si se emplea en una formación con un régimen de esfuerzos in situ inverso en vez de uno normal.