PETRÓLEO O GAS

Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo de la explotación de pozos, por ejemplo pozos de petróleo, de gas, acuíferos, etc. Más específicamente se refiere al tratamiento de una zona dañada de estrato adyacente a una zona de perforación de dicho pozo con el fin de aumentar la permeabilidad de dicha zona dañada y por tanto la productividad del pozo.

Antecedentes de la invención

Se sabe que la productividad en la extracción de reservas de petróleo y de gas gracias al efecto de la presión natural es de tan sólo el 30-50%, dependiendo del fenómeno que provoque el empuje natural (por ejemplo, gas disuelto, capa de gas sobre el yacimiento, capa de agua bajo el yacimiento, etc.). Por tanto, al disminuir la presión natural y reducirse la productividad del pozo se recurre a métodos para crear presión artificial en los mismos y así aumentar la productividad, tales como inyección de agua o de gas en lugares específicos.

Además, el petróleo suele encontrarse atrapado en conductos de lo que se denomina roca reservorio o arena, que es semejante a una gran esponja con canales microscópicos, y a medida que se extrae el petróleo la red de canales de la roca adyacentes a las paredes del pozo se van colmatando (dañando), afectando su permeabilidad y disminuyendo adicionalmente la productividad del pozo.

Existen diversos métodos actualmente conocidos en la técnica para recuperar la productividad de pozos cuyo rendimiento se ha disminuido debido a estos fenómenos, tales como la fracturación hidráulica, explosión de pólvora, uso de reactivos químicos, uso de sustancias tensioactivas, etc.

La solicitud de patente internacional WO 2006/120257 describe un dispositivo y un método para tratar zonas obstruidas de roca adyacente a un pozo de petróleo y gas, y de ese modo aumentar su productividad. Dicho dispositivo comprende un contenedor cilindrico sumergible que tiene una sección de alta presión para la acumulación de agente gaseoso de trabajo, una válvula electromagnética unidireccional de alta presión dispensadora del agente gaseoso, una sección de baja presión en la que están situados detectores de radiación gamma y de solidez de materia y equipos de transmisión de datos, una sección intermedia en la que están radialmente situadas un mínimo de dos toberas unidireccionales para inyectar el agente de trabajo en zonas que van a tratarse, y los equipos técnicos para el control y la operación.

El dispositivo de la solicitud de patente internacional WO 2006/120257 es adecuado para fracturar zonas colmatadas de roca y así mejorar la productividad de un pozo dado, sin embargo debido a su tamaño su aplicación supone liberar el interior del tubo de perforación extrayendo y desmontando el ta tubería de producción y los demás componentes relacionados. Esta operación conlleva mucho tiempo y costes y por tanto supone considerables pérdidas económicas debido al tiempo de parada del proceso, con la consecuente pérdida de productividad.

Por tanto, sigue existiendo en la técnica la necesidad de un dispositivo y un método que permitan recuperar y mejorar la productividad de un pozo de extracción, por ejemplo de petróleo o de gas, que resulte sencillo de poner en práctica y no suponga pérdidas de tiempo considerables, reduciendo de ese modo el coste de la operación.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere en un primer aspecto a un dispositivo para tratar una zona colmatada ("dañada") de estrato adyacente a una zona de perforación de pozos de petróleo o gas, mediante impulsos de alta presión. El dispositivo comprende una sección de alta presión para la acumulación de un gas, situada en el extremo más alejado de la superficie al introducir el dispositivo en el pozo; una válvula electromagnética unidireccional de alta presión dispensadora del gas; una sección de baja presión situada en el extremo opuesto del dispositivo a la sección de alta presión; una sección de dispensación de gas en la cual está radialmente situada al menos una tobera para la inyección del gas a la zona a tratar; y un contenedor que encierra las partes anteriores; así como medios exteriores de control del dispositivo. De manera característica, el diámetro del dispositivo es tal que permite su introducción a través de una tubería de producción.

En un segundo aspecto la presente invención da a conocer un método de tratamiento de una zona dañada de estrato adyacente a una zona de perforación de pozos de petróleo o gas, que comprende las etapas de introducir un dispositivo según el primer aspecto de la presente invención en el interior de un tubo de explotación del pozo y tratar con impulsos de alta presión la zona colmatada con una energía de hasta 800 kJ y una duración de las oscilaciones de la onda de impacto hasta su amortiguamiento completo.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención se entenderá mejor con referencia al siguiente dibujo que ilustra una realización preferida de la invención, proporcionada a modo de ejemplo, y que no debe interpretarse como limitativa de la invención de ninguna manera.

La figura 1 es un esquema de un dispositivo según la realización preferida de la presente invención.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

En la figura 1 se muestra un dispositivo según una realización preferida de la presente invención. Se observa que dicho dispositivo comprende una sección de alta presión 10 para la acumulación de un gas, situada en el extremo más alejado de la superficie al introducir el dispositivo en el pozo; una válvula electromagnética unidireccional 12 de alta presión dispensadora del gas; una sección de baja presión 14 situada en el extremo opuesto del dispositivo a la sección de alta presión; una sección de dispensación de gas 1 6 en la cual está radialmente situada al menos una tobera 18 para la inyección del gas a la zona a tratar; un contenedor 20 que encierra las partes anteriores; y medios exteriores de control 22 del dispositivo. De manera característica el diámetro del dispositivo es tal que permite su introducción a través de un tubo de explotación de un pozo de extracción de petróleo o de gas, por ejemplo. Mediante la liberación por la al menos una tobera 18 del gas acumulado en la sección de alta presión 10 desde el interior del tubo de explotación se produce la fracturacion de la zona colmatada adyacente.

Por tanto, el experto en la técnica constatará fácilmente que dicho dispositivo es útil para el tratamiento de una zona dañada de estrato adyacente a una zona de perforación de pozos de petróleo o gas, mediante impulsos de alta presión.

Tal como se observa en la figura 1 , según la realización preferida de la presente invención el dispositivo comprende además instrumentación para correlacionar la profundidad en el pozo 24 situados en la zona de baja presión 14 para determinar una zona dañada en la que debe usarse dicho dispositivo.

Tal como se observa igualmente en la figura 1 , según la realización preferida de la presente invención la sección de dispensación de gas 1 6 está situada entre la sección de alta presión 10 y la sección de baja presión 14.

Preferiblemente, el diámetro del dispositivo según la presente invención, que permite su introducción a través de un tubo de explotación de un pozo de extracción, es de aproximadamente 0,05 m a aproximadamente 0,14 m. Más preferiblemente, el diámetro del dispositivo según la presente invención es de aproximadamente 0,05 m.

En una realización preferida, el gas usado a alta presión para la fracturación de la zona colmatada es un gas inerte. Más preferiblemente, dicho gas es nitrógeno.

Tal como se mencionó anteriormente, la presente invención se refiere igualmente a un método de tratamiento de una zona dañada de estrato adyacente a una zona de perforación de pozos de petróleo o gas usando un dispositivo según el primer aspecto de la presente invención. El método de la presente invención comprende las siguientes etapas:

- introducir un dispositivo tal como se definió anteriormente según la presente invención por el interior de la tubería de producción del pozo; y

- tratar con impulsos de alta presión y de forma selectiva las distintas partes de la zona dañada con energías de hasta 800 kJ y una duración de las oscilaciones de la onda de impacto hasta su amortiguamiento completo.

En efecto, los impulsos con valores inferiores a 250 kJ no son suficientes para destruir el esqueleto de rocas sólidas y crear una red de grietas microscópicas adicionales que aumenten la permeabilidad de la zona de perforación.

El experto en la técnica apreciará que gracias al diámetro reducido del dispositivo según la presente invención, el método se realiza sin necesidad de liberar previamente el interior del pozo de la tubería de producción y elementos asociados que se encuentran en su interior. Se evitan por tanto las etapas de extraer y desmontar la tubería de producción y los demás componentes relacionados, reduciendo así el tiempo de operación y permitiendo considerables ahorros económicos con respecto a la técnica anterior.

En una realización preferida adicional, el método según la presente invención comprende además la etapa de tratar posteriormente mediante la generación de impulsos con una energía de 6-8 kJ y una frecuencia de 10- 15 Hz, lo que permite purificar más eficazmente los depósitos dañados y las impurezas mecánicas del espacio natural poroso de la roca y de la red de grietas microscópicas de la misma.

Aún en otra realización preferida, el método según la presente invención puede comprender además las etapas previas de:

- determinar una zona dañada mediante un herramientas de registro de las propiedades del pozo; y

- detener el dispositivo junto a la zona dañada detectada.

En una realización preferida, los instrumentos de registro de datos se encuentran formando parte del propio dispositivo. Preferiblemente, se encuentran en la zona de baja presión del dispositivo, tal como se describió anteriormente en el presente documento con relación a la realización preferida del dispositivo. Sin embargo, resulta evidente que en realizaciones alternativas dichos instrumento de registro de datos pueden ser independientes del dispositivo de la presente invención.

Aunque se ha descrito la presente invención en relación a una realización preferida de la misma, resultará evidente para los expertos en la técnica que pueden realizarse diversas modificaciones sin por ello apartarse del espíritu de la invención. Por ejemplo, tal como ya se ha mencionado, el dispositivo de la presente invención puede carecer de instrumentación de registro de datos sin que ello afecte a su funcionamiento. Dichos instrumentos podrían proporcionarse por ejemplo en un dispositivo independiente de la presente invención.

Por otro lado, aunque se ha descrito de manera preferida que la sección de dispensación de gas se encuentra situada entre la sección de alta presión y la sección de baja presión, dicha sección de dispensación de gas también puede situarse en la parte inferior de la sección de alta presión, en el extremo opuesto a la sección de baja presión.