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Evaluación técnica del diseño de un completamiento aplicable a pozos profundos de yacimientos de gas condensado para el mejoramiento de la producción mediante simulación avanzada de esfuerzos

Resumen

El diseño de completamiento en pozos profundos de yacimientos de gas condensado del Piedemonte Llanero, caracterizados por altas presiones en superficie y producciones de gas que pueden oscilar entre 40 y 80 millones de pies cúbicos diarios (MMPCD) con altas velocidades de flujo, así como operaciones complejas de estimulación con 23.000 psi en fondo de pozo, son procesos críticos que afectan la integridad estructural y la eficiencia productiva del pozo. Por ejemplo, estas considerables tasas de producción y estimulación subrayan la importancia de un diseño robusto para manejar las condiciones dinámicas. Un diseño inadecuado puede generar fallas operacionales y restricciones en la estimulación a alta presión. Este estudio tiene como objetivo evaluar el diseño de completamiento en pozos profundos mediante simulaciones avanzadas de esfuerzos mecánicos utilizando el software WellCat™, con el fin de optimizar la resistencia estructural del sistema bajo condiciones operativas extremas. Para ello, se realizó un análisis de sensibilidad empleando la metodología MICMAC, lo que permitió identificar las variables más influyentes en el comportamiento mecánico del completamiento. Se evaluaron tres alternativas de optimización del liner de producción, considerando cambios en el espesor de pared, combinaciones de liners de diferentes diámetros y el uso de materiales de mayor resistencia. Los análisis incluyeron cálculos de seguridad en triaxial, estallido, colapso y axial. Los resultados indican que la Alternativa 1 mejora significativamente la resistencia mecánica del liner mediante el incremento del libraje y espesor de pared, alcanzando el mayor factor de seguridad (1.39 en triaxial y 1.23 en estallido), aunque introduce restricciones operacionales por la reducción del diámetro interno. La Alternativa 2 utiliza un liner combinado (5" y 4-1/2") que equilibra resistencia estructural y operabilidad, manteniendo el diámetro interno en la sección superior para permitir la corrida de herramientas, aunque con mayor complejidad en la instalación y una leve reducción en capacidad de presión. Por otro lado, la Alternativa 3 incrementa el grado del acero del liner para mejorar su resistencia sin afectar el diámetro interno, pero su menor capacidad de presión interna limita la estimulación hidráulica, comprometiendo la productividad. El estudio concluye que las alternativas 1 y 2 son viables para implementación operativa, dependiendo de las necesidades específicas del pozo. La metodología empleada en este trabajo puede aplicarse en futuros proyectos de completamiento en pozos profundos, contribuyendo a la optimización del diseño y la toma de decisiones en la industria de hidrocarburos.