Análisis de los factores que condicionan la producción de arena en pozos de producción de hidrocarburos aplicando la evaluación por confiabilidad

Abstract

La producción de arena es un problema geomecánico complejo en la industria de hidrocarburos que involucra las propiedades de la roca, los esfuerzos, el cambio en la presión de poros del yacimiento y cambios operacionales en los pozos. Múltiples modelos analíticos y numéricos determinísticos se han desarrollado para investigar cuáles son las condiciones que desencadenan el inicio de la producción de arena. Basados en la evaluación por confiabilidad, buscamos identificar cuáles son los factores que condicionan el inicio de la producción de arena en pozos de producción de hidrocarburos. Para ello, mediante las técnicas de simulación de Hasofer Lind y Monte Carlo modelamos como variables aleatorias los parámetros y propiedades geomecánicas que representan la resistencia y las cargas de la función del margen de seguridad derivada de modelos analíticos propuestos en la literatura científica. Nuestros resultados muestran que la resistencia a la compresión no confinada de la roca, el esfuerzo horizontal máximo, el agotamiento de la presión de yacimiento y el drawdown tienen la mayor influencia en el inicio de la producción de arena. El análisis por confiabilidad en pozos con producción y sin producción de arena sugiere que valores del índice de confiabilidad menores o iguales a 2.6 representan una amenaza alta de iniciar producción de arena, valores mayores a 2.6 y menores a 3.0 una amenaza media y valores mayores o iguales a 3.0 una amenaza baja (Texto tomado de la fuente)

Sand production is a complex geomechanical problem in the hydrocarbon industry involving rock properties, stresses, change in reservoir pore pressure and operational conditions. Multiple deterministic analytical and numerical models have been developed to examine the conditions that trigger the onset of sand production. Based on reliability assessment, we seek to identify the factors that influence the onset of sand production in hydrocarbon production wells. For this purpose, using Hasofer Lind and Monte Carlo simulation techniques, we model as random variables the geomechanical parameters and properties that represent the resistance and loads of the safety margin function derived from analytical models proposed in the scientific literature. Our results show that unconfined rock compressive strength, maximum horizontal stress, reservoir pressure depletion and drawdown significantly influence the onset of sand production. Reliability analysis in sand-producing and sand-free wells suggests that reliability index values less than or equal to 2.6 represent a high hazard of initiating sand production, values greater than 2.6 and less than 3.0 represent a medium hazard, and values greater than or equal to 3.0 are associated with a low hazard.