DST (Drill Stem Test)

DST
Un Drill Stem Test (DST) es una prueba la cual se usan herramientas especiales colocadas al final de la sarta de perforación. Esta prueba es generalmente practicada para probar pozos nuevos, ya que solo puede llevarse a cabo con el taladro en sitio. En un DST, el pozo es abierto a flujo a través de una válvula ubicada en el fondo de la herramienta de prueba, y el fluido de yacimiento fluye hacia superficie por la sarta de perforación (que generalmente esta vacía al momento de comenzar la prueba). Una prueba común es una secuencia de períodos de cierre de acuerdo a las necesidades de evaluación que se requieran practicar en el pozo.

Un DST permite evaluar el potencial de producción de alguna arena particular en el yacimiento, presión y características de la roca yacimiento. La prueba es una importante medición del comportamiento del yacimiento, y una manera valiosa de obtener fluidos en fondo. Toda la información recolectada en el DST permite saber si el pozo puede producir hidrocarburos de manera comercial.

Los DST generalmente son pruebas cortas, ya que un cierre positivo de las válvulas de fondo evitan los efectos de almacenamiento durante la prueba de restauración de presión. Los DST requieren de especial técnicas de análisis, ya que generalmente las tasas de producción encontradas no son estables debido al período corto de flujo, adicionalmente que el pozo no se encuentre totalmente limpio de los fluidos utilizados durante la operación de perforación y completación.
Historia
Trabajando en los años 20 en el Dorado, Arkansas, E.C. Johnston y su hermano M.O. Johnston desarrollaron el primer DST y corrieron por primera vez de manera comercial en 1926. En Abril de 1929, la Johnston Formation Testing Corporation patentaron la técnica (U.S. Patent 1.709.940) y posteriormente mejoraron el sistema a principios de los años 30. En los años 50, Schlumberger introdujo un método para evaluación de formaciones usando equipo de wireline. La herramienta de evaluación de formación de Schlumberger, la cual puso en funcionamiento en 1953, la cual disparó una carga hueca a través de una almohadilla de goma que se había extendido en el agujero en la profundidad requerida. Los fluidos de formación salían a través de los perforados y un tubo de conexión permitía depositar los fluidos producidos hacia un contenedor. Luego la herramienta es sacada a superficie con el contenedor cerrado con los fluidos de fondo a condiciones de yacimiento. En 1956, Schlumberger compra la Johnston Testers y continúan realizando pruebas DST y con probadores de formación tanto en pozos a hoyo entubado, como desnudo.
Prueba DST – Diseño
Generalmente, las pruebas DST se realizan en un corto período de tiempo, por lo que se debe tener claro cuales son los objetivos de la misma, que información queremos obtener para la caracterización del yacimiento, etc. Las pruebas DST casi siempre se llevan a cabo en pozos exploratorios, o en áreas que no se tienen suficiente grado de certeza, por ejemplo, áreas de reservas probables/posibles, la cual requiere comprobar si las reservas tienen algún atractivo comercial. Con la prueba DST permite evaluar los siguientes aspectos del yacimiento:
Productividad: permite evaluar el potencial de la arena productora, con distintos reductores, evaluar efectos de turbulencia (daño), presión de fondo fluyentes, y otros efectos en la cara de la arena (resistencia inercial y despojamiento capilar).
Propiedades de Yacimiento: con el cierre para restauración de presión, permite evaluar la presión promedio de la formación, permeabilidad, capacidad de la formación, skin, efectos de barrera o límites de yacimiento.
Muestreo de fluidos: con las muestras de fluido en fondo permite caracterizar en fluido original de yacimiento, la cual juega un papel importante en la estimación de fluidos originales en sitio, monitoreo y estudios de yacimiento, diseño de las facilidades de superficie, etc.
Generalmente la prueba DST inicia con la bajada de la herramienta hasta su posicionamiento en fondo (ya desde el comienzo de la bajada se va haciendo registros de presión y temperatura). Posteriormente se realiza el cañoneo (dependiendo) si se tiene acoplado los cañones en la sección final de la sarta, que generalmente pueden contener soltadores para enviarlos al fondo del pozo o pueden ser recuperadores posterior a la operación. Luego de la ejecución del cañoneo, y teniendo el pozo alineado en superficie con unidad de well testing (separador portátil), se alinea el pozo a producción con reductor de mínimo diámetro. Es aquí cuando empieza los períodos de flujo y cierre la cual podemos detallar a continuación:
1. Primer período de flujo y primer cierre (opcional): generalmente queda a consideración de la compañía operadora, y se hace a las pocas horas de haber realizado el cañoneo del pozo. En este período el pozo solo desplazará lodo de perforación, pero permitirá verificar la conexión yacimiento-pozo. Debido al poco período de cierre, el BU realizado no permitirá una interpretación.
2. Segundo período de flujo y cierre (período de limpieza): este período de flujo y cierre puede realizarse con varios reductores dependiendo de la respuestas energética que tenga el pozo, con el equipo de well testing se monitorean los parámetros de corte de agua y API hasta desplazar totalmente el lodo de perforación. Generalmente el período de cierre ulterior es el doble del período tiempo de flujo. La BU realizada permitirá analizar la condición de daño que pueda tener la arena productora.
3. Tercer período de flujo (prueba multitasa) y cierre (BU principal): este se considera el período principal de flujo, generalmente se hace con 3 o 4 reductores, dependiendo de la respuesta de la arena productora. Generalmente estas pruebas son de 24 horas con cada reductor y siempre se realiza fiscalizada ante el ente regulador. El período de cierre se realiza al menos el doble de tiempo de la prueba multitasa (en ocasiones, bajando una herramienta de lectura de sensores con equipo de wireline en el BHA), para realizar seguimiento de la prueba de restauración. Con esta información de BU, permitirá observar el daño del pozo (compararla con la BU del período de limpieza), estimar permeabilidad, capacidad de formación, y si el tiempo lo permite, analizar límites o barreras.
4. Cuarto período de flujo y cierre (toma de muestras): ya con el pozo con suficiente desplazamiento, se realiza el muestreo de fondo o superficie (de acuerdo al tipo de yacimiento), con el propósito de realizar estudios convencionales PVT y/o análisis especiales, según sea el requerimiento.
Con esta etapa, en líneas generales se culminaría la prueba DST, se procede operacionalmente a realizar el control del pozo, ya sea para seguir probando otra arena superior o bajar la completación permanente. En la Figura 1, se puede ver un esquemático de una prueba DST, de acuerdo con la explicación dada previamente.
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Figura 1. Esquemático de prueba DST con cada uno de los períodos de flujo y cierre.
En la Figura 2, se muestran comportamientos de referencia de pruebas DST realizadas a yacimientos, de acuerdo a la permeabilidad registrada (solo referencia):
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Figura 2. Rangos de respuesta de Yacimiento en prueba DST, de acuerdo a la K.
En el video a continuación se muestra la maniobra operacional durante una prueba DST. En este caso la prueba se realiza offshore, por lo que el requerimiento de tecnologías es aún mayor con lo observado en las pruebas DST onshore.
Video de descripción operacional de prueba DST
Con extractos de:
  • Horne, Roland. Modern Well Test Analysis. Petroway.
  • History of Petroleum Engineering. API Division of Production. New York City, 1961.
  • Video: Drill Stem Testing. Expro.
DST (Drill Stem Test) DST (Drill Stem Test) Reviewed by Marcelo Madrid on 15:15 Rating: 5

5 comentarios:

  1. Gracias Ing. muy buena información. Pero ¿A que se refiere exactamente con el BU?

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    1. BU es Build Up (prueba de restauración de presión)... Saludos

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  2. Un cordial saludo Ing. tengo una pequeña duda, en el libro de análisis y diseño de pruebas de presión de Giovanni Da Prat, me tope con el gráfico 1.1 de una prueba de multitasa, es una prueba realizada con solo cambio de reductor, y el comportamiento que genera es muy similar a de su grafica 1 de una prueba DST pero con los periodos de cierre. digame, acaso Da Prat expone un grafico que puede definir el comportamiento de otra prueba distinta a la que el ilustra en su libro? o simplemente es otra prueba pero que Da Prat la define como multitasa, es acaso un error?

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    1. Hola Douglas! Todo depende, las pruebas DST tienen siempre un diseño de acuerdo a un propósito específico a evaluar, esta prueba que muestro en la gráfica 1 es para el último pozo que se realizó DST donde trabajo (y que por casualidad recibimos asesorías del profesor Da Prat en su interpretación). No he visto el libro del profesor, pero todo dependerá del diseño que se requiera realizar, características del yacimiento y pozo. Saludos

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  3. disculpen una pregunta la prueba dst en aguas profundas se hace a agujero descubierto o entubado y que tanto influye el gradiente doble de perforación

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