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Aspectos Geomecánicos para Predecir Arenamiento en Pozos de Hidrocarburos: Descripción y Selección de un Modelo Analítico de Predicción de Arenamiento en un Campo Petrolero

Resumen

El arenamiento es uno de los fenómenos más comunes en campos de hidrocarburos, principalmente en aquellos que cuentan con yacimientos rocosos de baja consolidación. La aparición del fenómeno puede inducir problemas como taponamientos de canales de producción, desgaste de material de completamiento por erosión, y disminución de la productividad de los pozos. Todo esto termina por ser manejado convencionalmente a través de equipos de control de arena en superficie y en fondo, lo que termina por aumentar costos operativos. No obstante, la naturaleza del arenamiento permite estudiarlo bajo términos geomecánicos con el fin de lograr una predicción de su aparición que permita tomar decisiones de ingeniería que aplazen o eviten este fenómeno. En este trabajo se aborda el arenamiento desde el punto de la geomecánica, realizando una caracterización del fenómeno mediante los aspectos y parámetros geomecánicos que influyen y afectan su aparición y desarrollo, así como los modelos, criterios de falla y consideraciones comunes y convenientes en cada etapa del fenómeno. Se presenta una metodología combinada de modelos analíticos y numéricos, y con el desarrollo y aplicación de un modelo analítico para predecir el arenamiento en un campo de hidrocarburos. Finalmente, se obtuvieron resultados que evidencian que la cohesión es uno de los parámetros más influyentes en la aparición y desarrollo del arenamiento, seguido de los esfuerzos in situ. Se encontró que la utilidad de los modelos y criterios de falla no es absoluta y depende en gran medida del caso que se esté analizando, las condiciones operacionales, y la etapa de desarrollo en la que se encuentre el fenómeno que se quiere estudiar. Los resultados muestran que el modelo analítico desarrollado y validado permite tomar decisiones de ingeniería para mitigar o evitar la aparición del fenómeno.