Monitorización microsísmica de la integridad del revestimiento del pozo del norte de Alberta y de la roca madre durante la estimulación cíclica con vapor
Control microsísmico de la integridad del revestimiento del pozo y de la roca madre durante la estimulación cíclica con vapor en el norte de Alberta
La supervisión microsísmica de las operaciones de CSS en las arenas petrolíferas del norte de Alberta permite detectar con antelación los daños en el revestimiento del pozo o en la roca madre causados por las altas temperaturas y presiones, lo que ayuda a mitigar los riesgos medioambientales y de seguridad durante las delicadas operaciones de recuperación de petróleo.
La estimulación cíclica con vapor (CSS) es un método común de extracción de petróleo utilizado en las arenas petrolíferas pesadas de Cold Lake, en el norte de Alberta (Canadá). El betún se encuentra a unos 450 metros de la superficie y las configuraciones de los pozos en la zona consisten en 20-30 pozos de producción desviados perforados desde una ubicación central, o well pad.
El CSS es un método de recuperación térmica de tres etapas en el que primero se inyecta vapor en el pozo a temperaturas superiores a 300°C y presiones de 10-12 MPa, lo que calienta el petróleo del yacimiento y reduce la viscosidad para que pueda fluir. A continuación, el vapor se deja en remojo antes de iniciar la producción.
Desafío
Los métodos de recuperación de petróleo en las arenas petrolíferas de Alberta son sensibles desde el punto de vista medioambiental y existen muchos riesgos de daños al medio ambiente durante el CSS. Los revestimientos de los pozos están sometidos a graves tensiones de tracción debido a la naturaleza de alta temperatura y alta presión del proceso de CSS. Estas tensiones pueden dar lugar a fallos mecánicos, como grietas en el cemento o cizallamiento del revestimiento, lo que puede dar lugar a paradas del pozo, derrames perjudiciales o explosiones peligrosas. Las tensiones de cizallamiento también se desarrollan durante la dilatación del depósito durante la inyección de vapor, causando potencialmente la incursión de fluidos en las pizarras y acuíferos suprayacentes por encima de la roca madre y causando contaminación ambiental y costosas sanciones de limpieza y reglamentarias.
La capacidad de supervisar estas operaciones de recuperación y de conocer las condiciones potencialmente peligrosas o perjudiciales para poder tomar medidas correctivas es crucial. Los sistemas de monitorización microsísmica de yacimientos en tiempo real de ESG (ResMap™) han sido fundamentales para proporcionar dicha monitorización.
Solución ESG
Desde 2002, ESG ha sido responsable del desarrollo y el despliegue de sistemas de monitorización sísmica pasiva de segunda generación y de técnicas analíticas diseñadas para detectar la microsismicidad asociada a los fallos del revestimiento de los pozos y a las roturas de la roca madre. Estos sistemas de monitorización de yacimientos en tiempo real se han desplegado para múltiples clientes con operaciones en la región de Cold Lake, actuando como un sistema de alerta temprana de eventos potencialmente peligrosos y permitiendo la visualización de las localizaciones de los eventos.
Los conjuntos de sensores duales de 3 componentes en el fondo del pozo, de varios niveles (entre 5 y 10), se cementan en pozos de monitoreo ubicados cerca del centro de las plataformas de pozos de CSS. Las unidades de adquisición de datos digitales Paladin™ de 24 bits de ESG se colocan en la cabeza del pozo para registrar la microsismicidad que se produce alrededor del revestimiento del pozo y la roca madre. Los datos de los eventos microsísmicos se transmiten a través de un cable DSL/fibra óptica a una estación de cómputo centralizada donde el procesamiento automático caracteriza los eventos e identifica el cizallamiento potencial del revestimiento del pozo o el agrietamiento del cemento con base en criterios que involucran umbrales de eventos de P/S, Sh/Sv y R*PPV. ResMap™ alerta a los operadores de cualquier ocurrencia de eventos sospechosos de peligro a través de correos electrónicos, teléfonos móviles o buscapersonas.
Resultado
Los sistemas ESG ResMap™ supervisan las operaciones de CSS las 24 horas del día, los 7 días de la semana, durante toda la vida de las operaciones sobre el terreno y actúan como un sistema de alerta temprana, dando a los operadores la posibilidad de reaccionar en tiempo real en caso de que se produzca un fallo o una brecha.
Los clientes de la región de Cold Lake han podido demostrar la debida diligencia medioambiental y asegurarse de que sus operaciones cumplen las directivas reglamentarias. Los productores también han podido reducir el tiempo de inactividad de los pozos y desarrollar estrategias de respuesta para comprobar los pozos que han experimentado una gran cantidad de actividad microsísmica. Los clientes también pueden utilizar la información obtenida de un sistema de monitorización para ajustar sus estrategias de vaporización con el fin de reducir el número de fallos que puedan tener lugar durante determinadas fases.
