UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE TABASCO

TSU QUIMICA: FLUIDOS DE PERFORACIONTecnologas De Terminacin Y MantenimientoING. ELIZABETH DE LA CRUZ COLORADO

REPORTE GRUPAL DE PROYECTO5to C

Periodo: Septiembre-Diciembre

INTRODUCCIN

El proceso de lavado de pozo tiene la finalidad de desplazar el lodo y remover los slidos adheridos a las paredes de la tubera para eliminar partculas como barita, recortes, cemento y sedimento; esto, con el objeto de tener un fluido libre de contaminantes, y as evitar dao a la formacin durante las operaciones de disparos, estimulacin, y/o fracturamiento. La operacin de lavado de pozo consiste en desplazar el lodo de perforacin empleado en la ltima etapa con un fluido de terminacin libre de slidos. Esto se realiza empleando baches de separadores, lavadores y viscosos. En la mayora de los casos, el fluido de terminacin es filtrado para eliminar partculas contaminantes. Si la operacin de lavado es ineficiente, los slidos no removidos pueden taponar los poros y canales de la formacin productora durante los disparos, causando una drstica reduccin de la permeabilidad y con esto una disminucin de la produccin. El alcance de esta gua es el diseo de una operacin de lavado rpida, efectiva y al menor costo posible; por lo que las recomendaciones del tipo y las propiedades del fluido de terminacin quedan fuera del alcance de esta gua. Lo anterior, debido a la gran variedad en tipos y composicin qumica de los fluidos de terminacin, as como las caractersticas mineralgicas y propiedades de los yacimientos productores en Mxico. Por lo que, para una seleccin apropiada de fluido de terminacin se recomienda realizar pruebas de laboratorio para verificar la interaccin y compatibilidad entre rocafluido y fluidofluido

Objetivo generalRealizar un lavado de pozos para ampliar el conocimiento terico y prctico mediante un prototipo que incluya la sarta lavadora.

Objetivos especificos Describir las caractersticas del proceso de lavado de pozos y sarta lavadora Identificar las caractersticas tcnicas del equipo de bombeo en la operacin de lavado Identificar las caractersticas del diseo de la sarta lavadora: - Geolgicas. - Mecnicas. Identificar los elementos que integran la sarta lavadora: -Tubera de Perforacin. -Escareadores. -Tubera Tipo niple o punta de aguja. Determinar la capacidad del equipo de bombeo de acuerdo a la presin mxima requerida.

AlcanceEl alcance de este procedimiento es el de disear una operacin de lavado de pozo rpida, efectiva y al menor costo posible.

JustificacinLa acumulacin de arena y slidos en los pozos perjudica significativamente la produccin de petrleo y gas. Es por eso que la importancia de este proyecto tiene el fin de describir cmo solucionar estos problemas, por medio del lavado de pozo.

Delimitacin del problemaDada la amplitud del proyecto, este proyecto se realizara y se expondr a los alumnos y docentes de la divisin de qumica en la Universidad Tecnolgica de Tabasco.Antecedentes

Una de las operaciones importantes durante la etapa de terminacin es el lavado de pozos, mediante la cual se evita la depositacin de slidos en el interior de las tuberas y en el intervalo productor y por consiguiente, la disminucin de la permeabilidad del intervalo. Se ha comprobado que los cambios de temperatura, presin, composicin qumica del aceite propician desequilibrio y la consecuente precipitacin de sustancias asflticas y parafnicas, que se depositan dentro de la tubera, obturndola parcial o totalmente.Algunas formaciones, producen junto con los hidrocarburos, pequeas partculas de arenas o sedimentos que por gravedad se depositan en el fondo del pozo y llegan a obstruir el intervalo abierto, generan tapones dentro de la tubera y disminuyen paulatinamente el flujo hasta dejar de producir.La operacin de lavado de pozo consiste en desplazar las partculas generadas por la produccin de hidrocarburos las cuales se depositan dentro de la tubera obturando el rea de flujo. Si la operacin de lavado es ineficiente, los slidos no removidos pueden taponar los poros y canales de la formacin productora durante los disparos, causando una drstica re educcin de la permeabilidad y con esto una disminucin de la produccin.

DEFINICIONES

Pozo petrolero: Un pozo petrolero es una obra de ingeniera encaminada a poner en contacto un yacimiento de hidrocarburo con la superficie. Una perforacin efectuada en el subsuelo con herramientas de diferentes dimetros y con revestimiento de tuberas, a diversas profundidades, llamadas etapas de perforacin, para la prospeccin o explotacin de yacimientos petroleros.

Fluido Lavador:Fluido empleado para remover los slidos adheridos a las paredes de la tubera de revestimiento, estos adelgazan y dispersan las partculas del lodo facilitando su remocin.

Lavado de Pozo: Es el proceso que se efecta para desplazar o remover el fluido de perforacin empleado en la ltima etapa y los slidos en el pozo (barita, recortes, sedimentos, etc.) por un fluido de terminacin libre de slidos.

Tiempo de Contacto: Es el perodo de tiempo en que est en contacto el fluido con algn punto especfico en el espacio anular, 10 minutos es un tiempo de contacto muy aceptable para el fluido lavador.

Sarta de Lavado Convencional: Es la sarta empleada para lavar un pozo, se compone de tubo o niple aguja, escariador y tubera de perforacin. Dependiendo de la naturaleza de la operacin y condiciones del pozo, se puede emplear otro tipo de sarta para lavar el pozo.

Escariador: Herramienta empleada para la remocin de slidos en la tubera de revestimiento.

Fluido Espaciador: Fluido que separa el lodo a desplazar del fluido lavador para evitar la contaminacin de este ltimo.

Eficiencia de Transporte: Capacidad del fluido para transportar los slidos del fondo a la superficie.

PRESUPUESTO Y MATERIALDESCRIPCIONPRECIO UNITARIOPRECIO TOTAL

1 MTUBO DE PVC DE 1$6.00$6.00

1MTUBO DE PVC DE $4.00$4.00

1MTUBO DE PVC DE $3.00$3.00

1MTUBO DE COBRE DE $55.00$55.00

3M MANGUERAN TRANSPARENTE$28.00$$84.00

5KYESO BLANCO$5.00$25.00

3kCEMENTO$10.00$30.00

15PTUBOS GALVANIZADO DE 15 CM$15.00$225.00

1KPLOMO$100.00$100.00

1 PMESA DE MADERA$250.00$250.00

MANO DE OBRA$400.00$400.00

25LGASOLINA$13.00$325.00

3PCHAROLAS DE PLASTICO$75.00$225.00

1PPECERA DE 40X60 CM$250.00$250.00

10PPIJAS$1.50$15.00

1PCINTA AISLANTE$20.00$20.00

1P SILICON INDUSTRIAL$40.00$40.00

PAPELERIA$100.00$100.00

1PMOTOR ELETRICO$220.00$220.00

TORRE DE PERFORACION$400.00$400.00

TOTAL$2777.00

CRONOGRAMAFECHAACTIVIDAD

SEPTIEMBRE

10,11,12Cotizacin de material

15Comprar materiales.

25Llevar los materiales al soldador

OCTUBRE

3Recepcin de torre y piso

5Primera capa de pintura a la torre

10Segunda capa de pintura a la torre

15Inicio de detalles para la torre

31Torre y piso terminado

NOVIEMBRE

3Inicio de pruebas (solo con tubera)

5Revisin de detalles

10Prueba con bomba

14Correccin de problemas

17Prueba con bomba

20Correccin de problemas

25Prueba final

DICIEMBRE

2Entrega de proyecto

3Entrega de proyecto

MARCO TEORICO

Descripcin De Lavado De PozoLa operacin de lavado de pozo consiste en desplazar el lodo de perforacin empleado en la ltima etapa con un fluido de terminacin libre de slidos. Esto se realiza empleando baches de separadores, lavadores y viscosos, como se ilustra en la Figura 1. Fluido de TerminacinLavadorViscosoEspaciadorPozo Lleno Con Fluido De TerminacinDesplazamiento De Lodo por Fluido De TerminacinPozo Lleno Con LodoLodo

Figura 1. Ilustracin de lavado de pozo.

Sarta de lavadoRespecto a la sarta de lavado se recomienda utilizar la tubera de perforacin, tubo o niple aguja en la parte inferior y escariadores en serie cuando existan dos dimetros de tubera de revestimiento, como se muestra en la Figura2. La utilizacin de herramientas, como cepillos, difusores, escariadores rotatorios o algn otro elemento mecnico que pretende mejorar la eficiencia de la limpieza, deber ser analizada antes de su introduccin al pozo, con la finalidad de evaluar el riesgo y el beneficio esperado por el incremento de recursos a emplear. En algunas ocasiones el lavado se realiza con molino, barrena o alguna herramienta soltadora. Esto es correcto siempre y cuando sea tcnicamente factible y el objetivo del viaje no sea nicamente lavar el pozo, pues se evitara un viaje adicional para el desplazamiento de lodo. Asimismo, en algunas reas esta operacin se ha hecho con el aparejo de produccin, lo cual es conveniente siempre y cuando se considere lo anterior.EscareadorTubo o niple agujaTubera de perforacinEscareadorTubera de perforacinCombinacin

Figura 2. Sarta de lavado recomendada.

Tipo, posicin y cantidad de bachesAnalizandooperacionespreviasdelavado, se ha observado que no se requiere una gran variedad y cantidad de baches para ejecutar una operacin rpida y exitosa de lavado, por lo que se sugiere emplear nicamente los siguientes tipos de fluidos: Fluido espaciador (agua o disel) Fluido lavador. Fluido viscoso. Fluido de terminacin.

El orden adecuado con que deben introducirse lo muestra la Figura 3

Factores que afectan la limpieza de agujeros en pozos verticales.Los factores que se incluyen por tener un efecto en la limpieza de agujeros en pozos verticales: Peso del lodo Velocidad anular Reologa del fluido y rgimen de flujo Tamao de recortes, forma y cantidad Velocidad de penetracin Rotacin de tubera y excentricidad Tiempo.

Peso del lodo (factor de limpieza en pozos verticales)La influencia del peso del lodo en la limpieza de agujeros se ve de tres maneras: Provee flotacin para ayudar al levantamiento de recortes. Afecta el momento del fluido Afecta la friccin que el fluido puede impartir a los recortes cuando est pasando a travs de este.

Velocidad anular.La velocidad anular es el segundo factor que ms afecta la limpieza eficiente de los agujeros en pozos verticales. La velocidad anular provee una fuerza de elevacin a travs de una transferencia de momento y friccin as como el lodo lo hace con los recortes. La transferencia de momento aumenta linealmente con la velocidad en flujos laminares as como lo hace el peso del lodo. Hay que darnos cuentas que la contribucin proveniente de la velocidad anular depende, del peso del lodo. Si el peso del lodo fuera cero, no habra contribucin a la limpieza del agujero por parte de la velocidad anular.

Reologa de fluido y regimenes del flujo.La forma del perfil del flujo anular, depende del rgimen del flujo que hay en este. El rgimen del flujo es un tipo de relacin entre la presin y la velocidad.Hay tres tipos de regmenes de flujo: Turbulento Laminar Tapn

Tamao de recortes, formas y cantidad.La velocidad de asentamiento incrementa con el tamao y la densidad de los recortes. Esto incrementa tambin si los recortes son esfricos. Los recortes grandes tienen una mayor tendencia a adherirse a las paredes, donde la velocidad de los fluidos es menor. Los efectos de la forma y la naturaleza de los recortes afectan la calidad del corte mnimo del lodo. Los slidos inertes, y esfricos muestra poco corte mnimo. Grandes cantidades de recortes interfieren con el perfil del flujo y tambin unos recortes con otros, reduciendo la eficiencia en la limpieza del agujero.

Velocidad de penetracin.La velocidad de penetracin controla tanto el tamao como la cantidad de recortes generados. A altas velocidades de penetracin, la barrena est perforando en profundidades donde produce recortes grandes. Esto est tambin produciendo ms de ellos. Como la velocidad de penetracin aumenta, la eficiencia en la limpieza del agujero debera aumentar.Un incremento en el torque con un incremento en la velocidad de penetracin nos puede indicar que la barrena est cavando en la parte ms profunda y est generando recortes muy grandes.

Rotacin de la tubera y excentricidad.La rotacin de la tubera mejora la relacin de transporte de recortes, por el barrido de recortes lejos de las paredes y regresando al rpido movimiento de la corriente del flujo. La excentricidad de la tubera en el espacio anular reduce la relacin de transporte de recortes. El perfil del flujo es ms alargado del lado que no tiene tubera.El efecto de ambas, tanto rotacin como excentricidad tienen un muy pequeo impacto en pozos verticales, pero llega a ser mucho ms significativo en ngulos altos en los pozos.

Tiempo.Toma tiempo para circular los recortes lejos de la barrena y de las herramientas de fondo, antes de hacer una conexin. Tambin toma tiempo circular para limpiar el agujero antes de comenzar a sacar tubera. Un gran nmero de incidente de pegaduras de tubera puede pasar por no permitir una suficiente circulacin antes de una conexin o viaje.Una estimacin de la cantidad de tiempo para limpiar el agujero debe ser establecida y comparada contra el tiempo actual observado para limpiar el pozo antes de cada viaje.

Marco Metodolgico

I. Desarrollo O Limpieza Preliminara. Limpieza preliminar (todo tipo de pozos)b. Lavado a contracorriente (pozos con prefiltro)c. Pistoneo (todo tipo de pozos)d. Limpieza hidrulica combinada con tratamiento qumico (todo tipo de pozos)

II. Desarrollo Primario En Medios No Consolidados O Poco Consolidadosa. Mtodos unidireccionales. Acufero - pozob. Mtodos bidireccionales (Dispersos)c. Concentrados

III. Integracin De Los Sistemas De Limpieza

Eficiencia de limpieza de agujeros en pozos verticalesHay dos mtodos matemticos generalmente usados para predecir y evaluar la eficiencia en la limpieza de los agujeros en pozos verticales, un mtodo es el de la concentracin volumtrica de los recortes en el espacio anular y la otra es el de relacin de transporte.

Una baja concentracin significa que nosotros tenemos la mejor limpieza de agujeros. Nosotros debemos estar empeados en levantar los recortes arriba del pozo. Los recortes sin embargo comienzan a ser empujados hacia abajo a travs del lodo por gravedad con una velocidad terminal conocida como velocidad de deslizamiento. Para tener una velocidad de los recortes hacia arriba, la velocidad anular debe ser ms grande que la velocidad de deslizamiento.La relacin de velocidad de recortes y la velocidad en el espacio anular es llamado relacin de transporte, y es otro mtodo usado para describir la eficiencia de la limpieza.

Volumen o longitud lineal de bachesLa funcin del bache espaciador es separar los fluidos para evitar su contaminacin; por lo tanto, ste debe proveer una distancia suficiente para mantener los fluidos alejados uno del otro. Debido a lo anterior, se recomiendan un volumen de bache espaciador equivalente a 500 m. lineales en el espacio anular ms amplio. Esto, siempre y cuando no altere el programa de lquidos en el equipo. Para casos especficos, se debe considerar la logstica y el costo del disel. Respecto al clculo del volumen de los baches lavadores y viscosos para la operacin de lavado, se recomiendan los siguientes criterios:

Presin diferencial mxima durante el desplazamientoSe requiere obtener la presin diferencial mxima con el objeto de determinar el equipo de bombeo a utilizar. Si la presin diferencial es mayor a la presin de trabajo de las bombas de lodo, se deber emplearla unidad de alta presin, de lo contrario se deben emplear las bombas de lodo con el mayor dimetro de camisa posible. Esto, con la finalidad de alcanzar el mayor gasto de bombeo. La ecuacin 1.3 considera condiciones estticas, lo cual es una buena aproximacin para definir el equipo por emplear. Si se desea calcular la diferencial mxima de presin en condiciones dinmicas, considerando las prdidas depresin en el sistema.

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