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

Morales Pérez, Daniel Augusto

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

dc.contributor.advisor	Calderón Carrillo, Zuly Himelda
dc.contributor.author	Morales Pérez, Daniel Augusto
dc.contributor.evaluator	Gambús Ordaz, Maika Karen
dc.contributor.evaluator	Vargas Silva, Diego Armando
dc.date.accessioned	2025-05-23T23:33:20Z
dc.date.available	2025-05-23T23:33:20Z
dc.date.created	2025-05-14
dc.date.issued	2025-05-14
dc.description.abstract	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.
dc.description.abstractenglish	Completion design in deep wells of condensate gas reservoirs in the Piedemonte Llanero, characterized by high surface pressures and gas productions ranging from 40 to 80 million cubic feet per day (MMPCD) with high flow rates, as well as complex stimulation operations with 23,000 psi at the bottom of the well, are critical processes that affect the structural integrity and productive efficiency of the well. For example, these considerable production and stimulation rates underscore the importance of a robust design to handle dynamic conditions. An inadequate design can lead to operational failures and restrictions in high-pressure stimulation. This study aims to evaluate the completion design in deep wells through advanced mechanical stress simulations using WellCat™ software, to optimize the structural resistance of the system under extreme operational conditions. A sensitivity analysis was conducted using the MICMAC methodology, identifying the most influential variables in mechanical stress behavior. Three completion optimization alternatives were evaluated, focusing on liner wall thickness modifications, combining different liner diameters, and using higher-strength materials. The analyses included safety factor assessments in triaxial, burst, collapse, and axial loads. The results indicate that Alternative 1 significantly improves the mechanical resistance of the liner by increasing weight and wall thickness, achieving the highest safety factors (1.39 in triaxial and 1.23 in burst), although it introduces operational restrictions due to the reduced internal diameter. Alternative 2 employs a combined liner (5" & 4-1/2") that balances structural strength and operability, maintaining the internal diameter in the lower section to allow tool deployment, though with greater installation complexity and a slight reduction in pressure capacity. In contrast, Alternative 3 increases the steel grade of the liner to enhance its strength without affecting the internal diameter, but its lower internal pressure capacity limits hydraulic stimulation, compromising the well's productivity. The study concludes that Alternatives 1 and 2 are viable for field implementation, depending on specific well requirements. The methodology applied in this research can be used in future deep-well completion projects, contributing to optimized completion design and decision-making in the hydrocarbon industry.
dc.description.degreelevel	Maestría
dc.description.degreename	Magíster en Ingeniería de Petróleos y Gas
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/45637
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.program	Maestría en Ingeniería de Petróleos y Gas
dc.publisher.school	Escuela de Ingeniería de Petróleos
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Completamiento
dc.subject	Simulación de Esfuerzos
dc.subject	Volumen Atrapado
dc.subject	Análisis de Sensibilidad
dc.subject	Optimización de Diseño
dc.subject	WellCat
dc.subject.keyword	Well Completion
dc.subject.keyword	Mechanical Stress Simulation
dc.subject.keyword	Sensitivity Analysis
dc.subject.keyword	Trapped Volume
dc.subject.keyword	Safety Factors
dc.subject.keyword	Design Optimization
dc.title	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
dc.title.english	Technical Evaluation of the Design of a Completion Applicable to Deep Wells in Condensate Gas Reservoirs for Production Enhancement through Advanced Stress Simulation
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría