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El daño de formación tiene influencia en el problema de arenamiento, ya que afecta las tasas de producción del pozo. Al tener un valor de "skin damage" (daño de formación) elevado en las inmediaciones del pozo, el fluido ejercerá una mayor presión sobre el esqueleto mineral de la formación, generando mayores esfuerzos, debido a la limitación de la capacidad de flujo. Por lo tanto, muchos de los factores que causan daños de formación también afectan negativamente el problema de arenamiento. Sin embargo, si se logra reducir el daño de formación no solo se mejorará el problema de arenamiento, sino que se podrá producir más petróleo.

Cualquier restricción al flujo de fluidos desde el yacimiento hacia el pozo, en pozos productores e inyectores, es considerado un daño. El daño puede visualizarse físicamente como cualquier obstrucción al flujo de fluidos en el medio poroso cercano al pozo. Existe un radio crítico alrededor del pozo, en el cual cualquier obstrucción produce una gran caída de presión y por lo tanto una baja productividad. Una de las primeras preguntas que surge en un estudio de arenamiento, es si el problema es causado por una característica mecánica especial que tiene la formación o es inducido por el hombre debido a técnicas que promueven el arenamiento. Debido a que esto no puede ser contestado a priori,

resulta necesario estudiar las actividades a las cuales el pozo fue sometido (perforación, completación, cementación, rehabilitación, etc.), así como las características mecánicas de la formación. Cuando el problema es inducido por el hombre generalmente significa daño a la formación.

En la Figura, puede apreciarse que para un pozo con una tasa de 6000 b/d la misma baja a 1200 b/d si la permeabilidad de la zona dañada se deteriora en un 90%. Si la permeabilidad se deteriora en un 99% en un radio de invasión de 9 pulgadas, se origina una disminución de la producción de 6000 b/d a 200 b/d en ese mismo radio.

Efecto del radio de invasión en la disminución de la productividad

El daño natural consiste en la acumulación de sólidos en las cercanías del pozo, debido al arrastre de los fluidos producidos. Este es un daño que puede ser remediado, pero, en general, no puede prevenirse, es una consecuencia de la producción. En este grupo se podrían incluir la acumulación de partículas finas, la precipitación de asfáltenos y la de escamas de carbonatos o sulfatos de calcio y otros. Estos depósitos pueden disolverse mediante las formulaciones adecuadas de ácidos, o de mezclas de solventes. El daño a la formación de mayor efecto sobre la productividad en los pozos es el inducido por las operaciones, perforación, cementación, cañoneo, intervenciones, estimulaciones químicas mal diseñadas o ejecutadas, y fracturamientos con fluidos de alto residuo.

Durante la perforación de un pozo, el fluido empleado causa invasión de líquidos y de sólidos en el medio poroso, y esta invasión será más profunda a medida que aumente la presión diferencial entre la columna líquida y la presión del yacimiento. Los líquidos

pueden reaccionar químicamente con los minerales y con los fluidos del yacimiento (crudo y/o agua), formando precipitados y/o emulsiones taponantes, así como pueden cambiar la mojabilidad del medio poroso, reduciendo la permeabilidad relativa al petróleo. Los sólidos forman un revoque interno que reduce la permeabilidad. Este daño puede prevenirse, diseñando el tamaño mínimo de sólidos que puede contener un lodo y realizando un control de sólidos efectivo durante la perforación.

A veces la necesidad de mantener la estabilidad de las formaciones lutiticas que se atraviesan, exige utilizar un fluido de perforación de alta densidad, que luego se usa para atravesar las arenas productoras, las cuales, en general, no necesitan densidades tan altas para ser controladas. Otras veces se usan altas densidades porque no se tienen datos actualizados de la presión de yacimiento, y se suponen presiones más altas que las verdaderas. Estos sobrebalances son el origen de la invasión del filtrado del lodo de perforación y los sólidos presentes en el mismo hacia la formación.

Recientemente se ha identificado el daño de formación como uno de los problemas tradicionales que afecta el fenómeno de arenamiento de pozos petroleros. Esto se debe a que el daño de formación crea un "skin damage" (contra de permeabilidad reducida) en la vecindad del pozo y esto a su vez causa una caída de presión adicional en las inmediaciones del pozo. Este excesivo gradiente de presión cercano al pozo causa una concentración de esfuerzos de corte en la matriz geológica y si estos esfuerzos son mayores que la resistencia mecánica de la formación, entonces habrá un colapso del esqueleto mineral de la misma.

Este problema es especialmente importante en pozos con altas tasas de flujo, ya que los esfuerzos de corte pueden alcanzar altos valores. Por lo tanto, se debe minimizar en lo posible el daño de formación que es causado por las actividades de pozo. Las operaciones de pozos que pueden causar daños de formación son las que involucran fluidos de perforación y completación. Los mecanismos de daños atribuidos a los fluidos de perforación y completación pueden ser ocasionados por la invasión del filtrado, y por la invasión y migración de sólidos. La invasión del filtrado de los fluidos de perforación puede causar daño debido a:

- Reordenamiento de arcillas. - Formación de emulsiones. - Bloqueos de agua.

- Cambios de humectabilidad de la roca.

La invasión y migración de sólidos causan daño, ya que ciertos tamaños de las partículas en suspensión dentro de los fluidos de perforación y/o completación pueden taponar los

poros existentes entre los granos minerales causando una brusca disminución de la permeabilidad de la formación y reducción del diferencial de presión en las inmediaciones del pozo. La tecnología más importante asociada a los daños de formación es el diagnóstico de los mismos. El diagnóstico apropiado y el entendimiento de los mecanismos de daño permiten diseñar los métodos preventivos y correctivos apropiados, y también los métodos de prevención de los daños.