Modeling the proppant fines mobility on productions trends for hidraulic fractured wells

En términos generales, el fracturamiento hidráulico es el proceso físico-mecánico de creación de fracturas en la formación productora con el propósito de generar canales de flujo altamente conductivos con el fin de acelerar la producción total del pozo. Para tal propósito, se realiza la inyección de un fluido polimérico altamente viscoso acompañado de un material particulado denominado material propante o material apuntalante, cuya función principal es la de servir como material de soporte para mantener abiertas las fracturas creadas en la roca luego de finalizar el programa de bombeo. La aplicación cíclica de estos esfuerzos por parte de la roca que entra en contacto con el material propante de la fractura, da inicio a un proceso de desintegración gradual de las partículas mejor conocido como procesode aplastamiento o Crushing por su nombre en inglés. Este fenómeno, da origen a la aparición progresiva de partículas de menor tamaño y morfología heterogénea(finos), las cuales tienen la capacidad de ser transportadas y depositadas espacialmente a lo largo de todo el paquete de propante, generando así zonas afectadas con una obstrucción parcial o total de los canales altamente conductivos. Este proceso de movilización y re-asentamiento de finos de propante se da en mayor o menor grado a lo largo de la vida productiva de la fractura y tiene su mayor grado de afectación, cuando se realizan procesos de estimulación química remedial logradas a través de la inyección a diferentes caudales de fluidos reactivos dentro de la fractura hidráulica. El presente estudio presenta un nuevo enfoque de ingeniería que permite la cuantificación del impacto generado por la movilización y redistribución del banco de finos de propante sobre la alteración de la conductividad efectiva de la fractura y su producción asociada. Para tal fin se desarrolló un modelo de pozo fracturado hidráulicamente tipo sencillo (Single Well Model SWM) empleando un refinamiento local del enmallado de simulación ( Local Grid Refinement LGR) en un simulador de yacimientos comercial, sobre el cual se realizó todo el desarrollo experimental de la presente investigación, y el cual permitió recrear los diferentes patrones de distribución de forma, para obtener así las diferentes tendencias de producción luego de un evento de estimulación química remedial realizado a alto volumen y alto caudal. Los resultados obtenidos muestran porcentajes de afectación sobre la producción acumulada del orden el 9 al 30 % con respecto al caso base de producción. Los resultados indican que el efecto de los diferentes patrones de distribución de forma ocasionados por la re-movilización del banco de finos de propante genera un detrimento significativo y sostenido sobre los niveles de producción, razón por la cual debe ser minimizado al máximo durante los procesos de intervención de pozo que involucren la inyección de fluidos a lo largo de la fractura deteriorada. Adicionalmente se concluyó que este tipo de intervenciones, no solo se deben realizar a tasas de inyección matricial, si no que adicionalmente sugieren un enfoque y estrategia de control similar al aplicado en formaciones con bajas tasas críticas de movilidad de finos propios de la formación.In general terms, hydraulic fracturing is the physical -mechanical process of creating fractures in the formation in order to provide highly conductive flow channels to accelerate the total production. To this end, the injection of a highly viscous polymer fluid accompanied by particulate material called proppant material whose main function is to keep open the fissures in the rock. The application of efforts by the rock that comes into contact with the fracture proppant material begins a crushing process. This phenomenon gives rise to the gradual appearance of proppant fines, which have the ability to be transported and deposited spatially throughout the proppant pack, thereby generating affected areas with partial obstruction or total highly conductive channels. This process occurs throughout the productive life of the fracture and has its greatest influence during the execution of chemical stimulation treatments through the proppant pack. This study presents a new engineering approach that enables quantification of the impact generated by the mobilization and redistribution of the proppant fines banking on altering the effective fracture conductivity and its associated production. A Single Well Model (SWM) was created using Local Grid Refinement (LGR) to represent the partial fracture conductivity reduction, this model allowed to recreate the different distribution patterns in order to obtain the production trends after a remedial chemical stimulation event. The results show percentages of detrimental production between 9 to 30% compared to the base case production. The results indicate that the effect of the various distribution patterns of form caused by the re-mobilization of proppant fines banking generates significant and sustained levels of production reduction. This negative factor should be minimized during the well intervention involving the injection of fluid along the deteriorated fracture. In addition, it was found that this type of interventions, not only must be performed at matrix injection rates, but also considering a control strategy similar to those used in wells with high production of formations fines

La simulación como apoyo para la comprensión de los sistemas de producción de pozos petroleros

La idea que guía esta propuesta es que el uso del modelado y la simulación pueden contribuir en la comprensión de los fenómenos físicos que gobiernan el fenómeno de producción de pozos petroleros y una vez conseguido, el futuro ingeniero de producción tendrá más y mejores herramientas para lograr procesos excelentes de producción. La propuesta comprende la modelación del fenómeno que incluye al yacimiento, el pozo y las facilidades de transporte tomando como referente teórico la ley de Darcy. Una vez modelado el fenómeno se construye un micromundo que facilite la experimentación y el análisis mediante laconstrucción de modelos

Aplicación de series de tiempo en la realización de pronósticos de producción

La generación de pronósticos de producción es una actividad cotidiana del ingeniero de petróleos, que se ha venido desarrollando mediante la implementación de herramientas computacionales basadas en los modelos de curvas de declinación y curvas tipo. Estos modelos presentan falencias en la exactitud de los pronósticos, básicamente por dos razones: primero, tienen como gran condición el hecho de que los pozos se encuentren operando en estado pseudoestable y, segundo, ajustan el comportamiento de la producción a una línea de tendencia, la cual es extrapolada en el tiempo para obtener los pronósticos. En esta investigación, como una alternativa a estos modelos, se ha propuesto el uso de series de tiempo en la generación de pronósticos, pues estas incluyen tanto la tendencia como los componentes cíclicos y estacionales de los datos de producción. Se comparó el error absoluto existente entre los datos reales y los pronósticos obtenidos por metodologías convencionales y la aplicación de modelos de series de tiempo. El uso de estas series permitió obtener un mejor ajuste histórico de los datos, evidenciar que pueden presentarse otras tendencias en la declinación (como la cúbica, por ejemplo) y aumentar la precisión de los pronósticos generados.Production forecasting is a daily activity in Petroleum Engineering, developed by commercial software based in Decline Curve Analysis and Type Curves. These models have failures in two aspects: the first one, models are conditioned to wells producing under pseudosteady state; second one, the production data is fitted to a tendential line, that is extrapolated in the time for get the forecasting. In this investigation, as an alternative to those models, a time series application is proposed, because time series include tendencial, cyclic and stational components of production data. The error between the actual data was compared to the forecasts obtained by conventional methods and results of the time series model. This application allowed to obtain a better history matching of data, evidence that other trends may be in decline (cubic, for example) and increase the accuracy of forecasts generated

Modeling of prediction effectiveness of chemicals treatments for removing to organics deposits of crude oil by rmn1h and chemometrics

One of the most common problems presented in oil production worldwide are paraffinic deposits, which occur due to changes in the thermodynamic conditions of the original oil. When this material is deposited in the formation, causes a permeability reduction of the flow channels causing a plugging in the perforations, increasing damage to the formation and decreasing the fluid flow.The difficulty in finding new reserves, has led the industry to focus on mature fields in order to increase the recovery factor. Historically Colorado Field, has presented precipitation and deposition of paraffin; this is evidenced by the drastic fall of the production and in the periodical cleaning processes and closure of wells. One of the most common method used for removing of paraffin is the chemical treatment, which requires a previous analysis and compatibility tests to determine the feasibility of the chemical being injected. This research headed to the developing a prediction model for the effectiveness results of chemical treatments for removing of paraffin from the results obtained by the 1H-NMR technique, Chemometrics and compatibility testing.The development of this research helped to define the most significant functional groups presented in the chemical treatments feasible to apply for paraffin deposits remotion of the Mugrosa formation of Colorado Field and leaves a base for development of new products; also poses a methodology for the selection of new chemical treatments using a statistical model for predicting, preventing routine testing with rock and fluids, saving time and resources, this can be replicated to other fields with similar problems.Uno de los problemas más comunes presentados en la producción de petróleo a nivel mundial son los depósitos parafínicos, los cuales se producen por cambios en las condiciones termodinámicas originales del crudo. Este material al ser depositado en la formación, ocasiona una disminución en la permeabilidad de los canales de flujo causando taponamiento en las perforaciones, aumentando el daño a la formación y disminuyendo el flujo de fluidos.La dificultad en el descubrimiento de nuevas reservas, ha llevado a la industria a centrar su atención en los yacimientos maduros con el fin de aumentar el factor de recobro. Históricamente el Campo Colorado, ha presentado precipitación y depositación de parafinas, lo cual se puede evidenciar en la caída drástica en su producción y en los periódicos trabajos de limpieza y cierre de pozos.Uno de los métodos más utilizados para la remoción de parafinas es el tratamiento químico, el cual requiere previamente de una serie de análisis y pruebas de compatibilidad para determinar la factibilidad de ser inyectado. Esta investigación se encaminó al desarrollo de un modelo de predicción de la efectividad resultados de tratamientos químicos para remoción de parafinas a partir de los resultados obtenidos mediante la técnica RMN 1H, quimiometría y pruebas de compatibilidad.El desarrollo de esta investigación permitió definir los grupos funcionales más significativos presentes en los tratamientos químicos factibles para aplicar en la remoción de depósitos de parafina de la formación Mugrosa del campo Colorado, seleccionar el tratamiento de mejores resultados en esta evaluación, y plantea las bases para la formulación de nuevos productos; además propone una metodología para la selección de nuevos tratamientos químicos por medio de un modelo estadístico de predicción, evitando realizar las pruebas rutinarias con roca y fluidos, ahorrando tiempo y recursos, la cual puede ser replicada a otros campos con problemas similares. &nbsp

Medidas para reducir la exposición de los ciclistas a los principales contaminantes atmosféricos urbanos

Recoge los principales resultados generados durante la realización del proyecto LIFE+RESPIRA, llevado a cabo en la ciudad de Pamplona (Navarra, España) por un equipo interdisciplinar constituido por más de 30 investigadores pertenecientes a la Universidad de Navarra, el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) y Gestión Ambiental de Navarra (GAN-NIK). El libro, que se ha publicado en castellano y en inglés, se ha dividido en 7 capítulos: 1. ¿Ciudades sostenibles? 2. Exposición de los ciudadanos a la contaminación atmosférica 3. Papel de la vegetación urbana en la calidad del aire 4. Modelos de alta resolución para evaluar la calidad del aire 5. Impactos de la contaminación urbana 6. Movilidad y sostenibilidad urbanas 7. Comunicación y educación ambiental. Este libro pretende ser una guía de utilidad para científicos, gestores y ciudadanos, aportando un conjunto de herramientas que permitan mejorar la calidad de vida de nuestras ciudades. Además, quiere rendir un homenaje a todos los voluntarios ciclistas que han participado en dicho proyecto y que son los verdaderos artífices del mismo, ya que gracias a su dedicación incondicional durante más de dos años, han proporcionado una cantidad ingente de datos sobre la calidad del aire de la ciudad de Pamplona

Reduction of exposure of cyclists to urban air pollution

This book collects the main outcomes that were generated during the implementation of the LIFE+RESPIRA project (LIFE13 ENV/ES/000417), carried out in the city of Pamplona, Navarra, Spain. The research was conducted by a cross-functional team made up of more than 30 researchers belonging to three entities: The University of Navarra, the Centre for Energy, Environmental and Technological Research (CIEMAT) and Environmental Management of Navarra (GAN-NIK)

La simulación como apoyo para la comprensión de los sistemas de producción de pozos petroleros.

The idea that guides this proposal is that the simulation and using modeling can contribute in the understanding of the physical phenomena that govern the phenomenon of oil well production and once obtained to this the future production engineer it will have more and better tools to achieve good processes of production. The proposal includes the modeling of the phenomenon that includes the deposit, the well and the transportation facilities taking like referring theoretical the law of Darcy. Once modeling the phenomenon a microworld is built that facilitates the experimentation and the construction of models.La idea que guía esta propuesta es que el uso del modelado y la simulación pueden contribuir en la comprensión de los fenómenos físicos que gobiernan el fenómeno de producción de pozos petroleros y una vez conseguido, el futuro ingeniero de producción tendrá más y mejores herramientas para lograr procesos excelentes de producción. La propuesta comprende la modelación del fenómeno que incluye al yacimiento, el pozo y las facilidades de transporte tomando como referente teórico la ley de Darcy. Una vez modelado el fenómeno se construye un micromundo que facilite la experimentación y el análisis mediante la construcción de modelos

Modelado del efecto de la movilidad del banco de finos de propante sobre las tendencias de producción en pozos hidráulicamente fracturados

In general terms, hydraulic fracturing is the physical -mechanical process of creating fractures in the formation in order to provide highly conductive flow channels to accelerate the total production. To this end, the injection of a highly viscous polymer fluid accompanied by particulate material called proppant material whose main function is to keep open the fissures in the rock. The application of efforts by the rock that comes into contact with the fracture proppant material begins a crushing process. This phenomenon gives rise to the gradual appearance of proppant fines, which have the ability to be transported and deposited spatially throughout the proppant pack, thereby generating affected areas with partial obstruction or total highly conductive channels. This process occurs throughout the productive life of the fracture and has its greatest influence during the execution of chemical stimulation treatments through the proppant pack. This study presents a new engineering approach that enables quantification of the impact generated by the mobilization and redistribution of the proppant fines banking on altering the effective fracture conductivity and its associated production. A Single Well Model (SWM) was created using Local Grid Refinement (LGR) to represent the partial fracture conductivity reduction, this model allowed to recreate the different distribution patterns in order to obtain the production trends after a remedial chemical stimulation event. The results show percentages of detrimental production between 9 to 30% compared to the base case production. The results indicate that the effect of the various distribution patterns of form caused by the re-mobilization of proppant fines banking generates significant and sustained levels of production reduction. This negative factor should be minimized during the well intervention involving the injection of fluid along the deteriorated fracture. In addition, it was found that this type of interventions, not only must be performed at matrix injection rates, but also considering a control strategy similar to those used in wells with high production of formations fines.En términos generales, el fracturamiento hidráulico es el proceso físico-mecánico de creación de fracturas en la formación productora con el propósito de generar canales de flujo altamente conductivos con el fin de acelerar la producción total del pozo. Para tal propósito, se realiza la inyección de un fluido polimérico altamente viscoso acompañado de un material particulado denominado material propante o material apuntalante, cuya función principal es la de servir como material de soporte para mantener abiertas las fracturas creadas en la roca luego de finalizar el programa de bombeo. La aplicación cíclica de estos esfuerzos por parte de la roca que entra en contacto con el material propante de la fractura, da inicio a un proceso de desintegración gradual de las partículas mejor conocido como procesode aplastamiento o Crushing por su nombre en inglés. Este fenómeno, da origen a la aparición progresiva de partículas de menor tamaño y morfología heterogénea(finos), las cuales tienen la capacidad de ser transportadas y depositadas espacialmente a lo largo de todo el paquete de propante, generando así zonas afectadas con una obstrucción parcial o total de los canales altamente conductivos. Este proceso de movilización y re-asentamiento de finos de propante se da en mayor o menor grado a lo largo de la vida productiva de la fractura y tiene su mayor grado de afectación, cuando se realizan procesos de estimulación química remedial logradas a través de la inyección a diferentes caudales de fluidos reactivos dentro de la fractura hidráulica. El presente estudio presenta un nuevo enfoque de ingeniería que permite la cuantificación del impacto generado por la movilización y redistribución del banco de finos de propante sobre la alteración de la conductividad efectiva de la fractura y su producción asociada. Para tal fin se desarrolló un modelo de pozo fracturado hidráulicamente tipo sencillo (Single Well Model SWM) empleando un refinamiento local del enmallado de simulación ( Local Grid Refinement LGR) en un simulador de yacimientos comercial, sobre el cual se realizó todo el desarrollo experimental de la presente investigación, y el cual permitió recrear los diferentes patrones de distribución de forma, para obtener así las diferentes tendencias de producción luego de un evento de estimulación química remedial realizado a alto volumen y alto caudal. Los resultados obtenidos muestran porcentajes de afectación sobre la producción acumulada del orden el 9 al 30 % con respecto al caso base de producción. Los resultados indican que el efecto de los diferentes patrones de distribución de forma ocasionados por la re-movilización del banco de finos de propante genera un detrimento significativo y sostenido sobre los niveles de producción, razón por la cual debe ser minimizado al máximo durante los procesos de intervención de pozo que involucren la inyección de fluidos a lo largo de la fractura deteriorada. Adicionalmente se concluyó que este tipo de intervenciones, no solo se deben realizar a tasas de inyección matricial, si no que adicionalmente sugieren un enfoque y estrategia de control similar al aplicado en formaciones con bajas tasas críticas de movilidad de finos propios de la formación