Matematicas Aplicadas a Completacion
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MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn
CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Realizado por:Lus RodrguezIng. de Petrleo
MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn
CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Realizado por:Luis Rodrguez
Alexis GonzlezIng. de Petrleo
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MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn
CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
2. Volumen.
3. Capacidad Volumtrica.
4. Presin.
5. Fuerza.
1. rea.
CONTENIDO
MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn
CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Es la superficie dentro de una borde definido. El borde puede ser
cuadrado, rectangular, circular o de cualquier otra forma cerrada.
En las operaciones con herramientas de subsuelo, la habilidad de
calcular las reas correctamente y de utilizar estos clculos
diariamente durante las instalaciones o durante la preparacin de
propuestas conduce a un mejor entendimiento de las herramientas y
sus aplicaciones.
1. REA DEFINICIN
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MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn
CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
rea de un Circulorea de un Circulo
Se determina el rea de cualquier crculo multiplicando el nmero porel dimetro del crculo al cuadrado y dividiendo entre 4, o sea:
Donde lo redondeamos a 3.1416 para los clculos. Tubera,revestidores y obturadores tienen forma circular y reas diferentes.
Si dividimos /4 obtendremos la constante 0.7854 y la formula queda :
rea del crculo = *D 4
A= 0.7854*D
MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn
CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
1. Calcular el rea de un crculo con un dimetro de 3.5 puIg.
rea = 0.7854*D= 0.7854 x (3.5)= 0.7854x 12.25
rea = 9.62 pulg. cuadrada
2. Calcular el rea de un crculo con un dimetro de 2.875 pulg.
NotaNota:: El clculo del rea de un crculo se parece al clculo usado paradeterminar el rea afectado por la presin en la tubera con un tapninsertado. Tambin es similar al clculo del rea de un mbolo en unabomba reciprocante para determinar el flujo volumtrico de la bomba.
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
rea de la Seccirea de la Seccin Transversaln TransversalEl rea transversal es el rea entre dos crculos. La formula para calcular el reatransversal es multiplicado por la cantidad (dimetro exterior al cuadrado
menos dimetro interior al cuadrado) todo dividido entre 4:
Cuando se calcula un rea transversal, primero hay que elevar al cuadrado los
dos dimetros, luego restarlos para obtener la diferencia.No se debe restar un
dimetro del otro dimetro.
NotaNota:: Los crculos pueden representar el espesor de pared de la tubera o del
revestidor, el rea entre dos anillos de sello, o el rea entre la tubera y el
revestidor.
rea transversal = *(DE DI)/4rea transversal = 0.7854*(DE DI)rea transversal = *(DE DI)/4
rea transversal = 0.7854*(DE DI)
MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn
CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Para determinar el efecto de flotacin sobre un tubo abierto introducido en unpozo lleno de lquidos, tenemos que calcular el rea de la seccin transversal.Los tubos de paredes ms gruesas tienen una mayor rea transversal que lostubos de paredes delgadas.
3. Calcule el rea transversal de un tubo de revestimiento de 7 pulg.- 26lbs/pie con un dimetro interior de 6.276 pulgadas:
rea transversal = 0.7854*(DE DI)= 0.7854 x (7pulg) (6.276pulg)
= 0.7854 x (49 39.39)= 0.7854 x 9.61 pulg. cuadrada= 7.55 pulg. cuadrada
4. Calcule el rea transversal de un tubo de revestimiento de 5 pulgadascon un dimetro interior de 4.276 pulgadas.
6.276 pulg.
7 pulg.
rea de la Seccirea de la Seccin Transversaln Transversal
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
El rea anular es la diferencia entre el rea del dimetro interior del revestidory el rea del dimetro exterior de la tubera. En los pozos no revestidos, elrea anular es la diferencia entre las reas del hoyo abierto y la tubera deperforacin o revestimiento.
Para calcular el rea anular entre la tubera y el revestidor, se calcula el readel dimetro interior del revestidor y luego se resta el rea del dimetroexterior de la tubera. La formula para determinar el rea anular es:
rea anular = A DI. revestidor A D.E. tuberiaPuede ser expresado usando los dimetros:
rea anular = ( D.I.Revestidor D.E. Tubera)/4
rea Anularrea Anular
rea anular = 0.7854 x ( D.I.Revest idor D.E. Tubera)rea anular = 0.7854 x ( D.I.Revest idor D.E. Tubera)
MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn
CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
5. Calcule el rea anular entre un revestidor de 7 pulgadas-20lb./pie con un dimetro interior de 6.456 pulgadas, y un tubo de 2-7/8:
rea anular = 0.7854 x ( D.I.Revestidor D.E. Tubera)= 0.7854 x ((6.456pulg.) (2.875pulg.))= 0.7854 x (41.68 8.266)= 0.7854 x 33.414 puIg cuadrado.= 26.244 puIg cuadrado.
6. Calcule el rea anular entre un revestidor de 7 pulgadas-23 lb./piecon un dimetro interior de 6.366 pulgadas, y un tubo de 3-1/2:
2.875 Pulg
6.456 Pulg
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Cuando hay dos o ms sartas de tubera dentro del revestidor, seobtiene el rea anular restando el total de las reas de la tubera delrea del dimetro interior del revestidor, expresada as:
Revestidor
Tubera 1
Anu lar
Tubera 2
rea anular = rea DI revest.- (rea DE tub 1 + rea DE tub 2....)
rea anular = 0.7854x D.I.Revestidor-(D.E.Todas lasTubera)
rea anular = rea DI revest.- (rea DE tub 1 + rea DE tub 2....)
rea anular = 0.7854x D.I.Revestidor-(D.E.Todas lasTubera)
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
7. Calcule el rea anular de un revestidor de 7 pulgadas, 23lb./pie con una sarta de tubera de 2-3/8 y otra de 2-7/8 .
rea anular = 0.7854* 6.366-(2.375+2.875)rea anular = 20.91 pulg. cuadrada.
El rea anular entre las dos sartas de tubera y el revestidor es 20.907pulg. cuadrada.
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Es la cantidad de espacio ocupada por algo. En diferentes momentoshay que calcular varios volmenes: de tanques, tuberas, revestidores opozos no revestidos.
Se calcula el volumen tomando el rea y multiplicando por la altura:Volumen = rea x altura
Altura
Base
2. VOLUMEN DEFINICIN
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Volumen de un RectVolumen de un RectngulonguloPara determinar el volumen de un tanque rectangular, los clculos estnbasados en el rea de un rectngulo multiplicado por la altura delrectngulo:
8. Calcule el volumen de una tanque de 25.0 pies de largo , 8.0 piesde ancho y 6.0 pies de alto.
V=25*8*6 V= 1200 pies cbicos.
AlturaAncho
Longitud
Volumen = rea x altura del rectnguloVolumen = longitudxanchoxaltura
V=Lxwxh
Volumen = rea x altura del rectnguloVolumen = longitudxanchoxaltura
V=Lxwxh
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Es el nmero de barriles de fluido contenido en un pie lineal de tubera.Multiplicar este nmero por la longitud de la tubera en pies para obtener lacapacidad total.
13. Ejemplo :13. Ejemplo : Tubera de 2-7/8" 10.7 lb/pie PH-6 Hydril (D.I. = 2.091") Revestidor de 7" 38# Profundidad del obturador = 18,500 pies Profundidad hasta las perforaciones = 18,700 pies
Capacidad de la tubera:A = (D.I.tub)*0.7854
A' = (2.091)*0.7854A'= 3.432 puIg
3. CAPACIDAD VOLUMTRICA
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Volumen = rea x Longitud:Volumen de un pie lineal de tubera = Ax12 puIgV=3.432*12 = V=41.187 puIg cubicas
1 barril = 9702 puIg cubicas, entonces lacapacidad de esta tubera es de = 41.187 / 9702
= 0.00425 barriles por pie lineal
Usando el mismo mtodo para el revestidor, se obtiene
lo siguiente:
0.0340 barriles por pie lineal
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Desplazamiento hasta elobturador:
Desplazamiento hasta lasperforaciones:
Desplazamiento desde elobturador hasta lasperforaciones:
= 18,500 x 0.00425 = 78.625 barriles
=200x0.0340= 6.8 barriles
= 6.8 + 78.625= 85.425 barriles
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Los datos usados para calcular la Capacidad Volumtrica se puedenobtener de las Tablas de Ingeniera de diferentes manuales hechas porfabricantes.Los datos estn presentados en una variedad de formatos yunidades para su conveniencia en los clculos.
14. Ejemplo :14. Ejemplo: Tubera de 2-3/8" 4.60 lb/pie hasta el obturador 12,500 pies hasta el obturador 12,600 pies hasta las perforaciones Revestidor de 5-1/2" 20 lb/pie debajo del obturador
Calcular el volumen desplazado hasta las perforaciones.De las Tablas de Ingeniera:
Tubera: 0.00387 bbl/pie lin. Revestidor: 0.0222 bbl/pie lin.
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Capacidad de tubera = 12,500x0.00387= 48.38 barriles
Capacidad de revestidor = (12,600 - 12,500) x 0.0222= l00x0.0222= 2.22 barriles
Desplazamiento = 48.38 + 2.22 = 50.6 barriles.
CAPACIDAD ANULARCAPACIDAD ANULAR
Es el nmero de barriles de fluido contenido en un pie lineal entre una oms sartas de tubera y el revestidor. Multiplicar este nmero por lalongitud de la tubera en pies para obtener la capacidad anular.
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15. Ejemplo :15. Ejemplo: Tubera de 2-3/8" 4.70 lb/pie hasta el obturador 5,600 pies hasta el obturador Revestidor de 5-1/2" 15,5 lb/pie Di=4.95" .
Calcular el volumen anular entre las dos tuberCalcular el volumen anular entre las dos tubera.a.
Area anular = 0.7854 x ((D.I. revestidor) (D.E. tuberia))= 0.7854 x ((4.95puIg) (2.375puIg))= 14.807 pulgada cuadrada.
Capacidad anular = (Area anular)*(altura)= (14.807pulg)*(1pies/144pul)(5,600pies)= 575.8 pies cbicos.
Capacidad anular en barriles = 575.8 pies *0.1781bbl.Capacidad anular en barriles = 102.6 bbl.
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Otra forma de resolver este ejercicio es a travs de las tablas deingeniera:
La Capacidad volumtrica entre casing 5-1/2" 15,5 lb/piey tubing 2-3/8" 4.70 lb/pie es de 0.01832 bbl/pie (apndice)
Volumen = 0.01832 bbl/pie * 5600 pie.
V = 102.6 bbl
Capacidad Anular en tablasCapacidad Anular en tablas
= 0.01832 bbl/pie= 0.01832 bbl/pie
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Volumen = rea x Longitud:Volumen de un pie lineal de tubera = Ax12 puIgV=3.432*12 = V=41.187 puIg cubicas
1 barril = 9702 puIg cubicas, entonces lacapacidad de esta tubera es de = 41.187 / 9702
= 0.00425 barriles por pie lineal
Usando el mismo mtodo para el revestidor, se obtiene
lo siguiente:
0.0340 barriles por pie lineal
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Capacidad de tubera = 12,500x0.00387= 48.38 barriles
Capacidad de revestidor = (12,600 - 12,500) x 0.0222= l00x0.0222= 2.22 barriles
Desplazamiento = 48.38 + 2.22 = 50.6 barriles.
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Se define como como la cantidad de fuerza ejercida en una unidadde rea. Por ejemplo 10 libras de peso sobre una superficie de unapulgada cuadrada producir una presin de 10psi (lbs/pulg )
10 psi
10 lbs
1 in
Area
3. DEFINICIN DE PRESIN
Por ejemplo 10 libras de peso
sobre una superficie de unapulgada cuadrada producir una
presin de 10psi (lbs/pulg )
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PresiPresin Apl icada e Hidrostn Apl icada e HidrostticaticaTanto la presin hidrosttica como la presin aplicada estn representadas porla cantidad de fuerza que empuja contra una unidad de rea.
La PresiLa Presin Aplicada:n Aplicada: es la presin ejercida sobre el sistema por una fuenteexterna. Las Unidades:Las Unidades: son expresadas normalmente en libras por pulgadacuadrada (lb/pulg o psi).
BombaPresin Aplicada
Presin Hidrosttica
Ejemplo:Ejemplo: una bomba. Normalmente se obtiene la presin aplicada de unmedidor de presin montado en un mltiple o en la bomba. La presinhidrosttica es la presin creada por el peso de una columna de fluido.
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P1>P2>P3>P4
Perdidas por fricc in.
La presin aplicada a la superficie de un fluido es uniforme a travs detoda la columna de fluido. La presin aplicada en la parte superior delpozo ser igual a la presin al fondo del pozo y en la formacin siempreque no haya flujo.
Los fluidos en movimiento crean una prdida de presin debido a lafriccin que tiene que ser restada de la presin aplicada para obtener lapresin actual en el fondo del pozo. El clculo de presin de friccin esuna tcnica compleja ya que depende de la reologa del fluido, la tasade bombeo y las dimensiones de la tubera y del pozo.
BombaPresin Aplicada
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Suponiendo que la prdida de friccin es mnima, calcular la presin enla superficie y en las perforaciones.
Presin aplicada = 1500 psiPresin hidrosttica:=12.2*0.052*8400= 5329 psiPresin en la superficie = 1500 psiPresin en las perforaciones = 1500 + 5329 = 6829 psi
BombaBomba
PresiPresin 1500 psin 1500 psi
Peso del Lodo=12.2ppgProfundidad de las
Perforaciones=8400 pies
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
10lbs. F = ?
10psi.
1 pulg 10 pulg
Es la cantidad de empuje aplicada a un objeto. Existe una relacindirecta entre la Fuerza, el Area y la Presin expresada mediante laformula:
F = P * A,DondeF = fuerza. ( libras).P = presin (psi).
A = rea (pulg).
10 pulg
50p
500lb
4. DEFINICIN FUERZA
Cuando una presin de 50psi acta sobre un
rea de 10 pulg
se obtiene una fuerza de500lb.
10lb de peso sobre un pistn de 1 pulg degeneran suficiente fuerza para levantar100lb con un pistn de 10 pulg ya que segeneran 10 psi de presin.
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F = P x A
= 5000 x 16.34
= 81,700 lbs
Clculo de la Fuerza
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Fuerza de FlotaciFuerza de Flotacinn
El efecto de flotaciEl efecto de flotacinn se define como la tendencia a flotar de un objetosumergido en un fluido. Un objeto flota cuando la presin creada en el fluidoacta sobre el rea del objeto.
EjemploEjemplo: un bloque de madera flotar si la fuerza de flotacin del agua essuperior al peso de la madera. A medida que el bloque de madera asciende enel agua, el volumen de madera sobre el agua ya no esta afectado por flotacin yla madera alcanza un punto de balance. Cuando el objeto sumergido pesa msque la fuerza flotante, el objeto permanecer sumergido pero pesar menos.
Tomamos el ejemplo de una piedra grande en el fondo del mismo envase conagua. Si levantamos la piedra dentro del envase el peso ser menor, pero alsalirse del agua la piedra pesa ms. El peso de la piedra podra elevarse tantoque no podramos transportarlo.
Madera
AguaGranito
Agua
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
La fuerza flotante es igual al peso del lquido desplazado por el objetosumergido.
EjemploEjemplo: Una piedra que pesa 164 libras con un volumen de 1 pie cbicodesplaza 1 pie cbico de agua dulce, es decir 62 libras. El peso de la piedra enagua dulce sera 164-62 libras = 102 libras.
En un pozo petrolero, la sarta de tubera es afectada por la flotacin debido alfluido en el pozo. En lugar de calcular el volumen desplazado por la tubera paradeterminar la fuerza de flotacin, podemos aproximar la fuerza boyanteconsiderando que toda la fuerza est presente sobre el extremo inferior de latubera empujando sobre el rea transversal de la pared.
Esta fuerza flotante siempre acta hacia arriba, reduciendo el peso de la sarta y
la lectura del indicador de peso. Para calcular correctamente el efecto deflotacin sobre el peso de la tubera en liquido, se debe calcular primero el pesode la sarta en aire y despus restar la fuerza flotante, para obtener el pesoflotante de la sarta de tubera.
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
FUERZA DE FLOTACIFUERZA DE FLOTACIN: Pesando el RevestidorN: Pesando el Revestidor
Para determinar el peso sobre el gancho de diferentes sartas de tubera, no se
puede simplemente multiplicar el peso por pie por la longitud de la sarta. El
revestidor pes menos en fluido que en aire, que es donde se calcula el peso
"seco". La diferencia es la fuerza de flotacin, la cual es igual al peso del
volumen de fluido desplazado por el metal del revestidor.
Algunas tablas de ingeniera presentan el desplazamiento del fluido debido al
metal en la sarta junto con el fluido desplazado por cada 100 acoples. Aunque
este mtodo exacto es tcnicamente correcto, se puede hacer un estimado
bastante preciso para los pozos derechos usando la presin hidrosttica del
fluido en el extremo inferior de la tubera actuando sobre el rea de seccin
transversal del revestidor.
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
FUERZA DE FLOTACIFUERZA DE FLOTACIN: Pesando el RevestidorN: Pesando el Revestidor
En los pozos muy desviados y horizontales hay muchos otros variables que
afectan al peso de la sarta, tal como la friccin en rea de grandes cambios
de ngulo.
Para hacer los clculos primero se obtiene:
1. Dimetros interiores y exteriores del revestidor de las tablas de ingeniera.
2. Luego se calcula el rea transversal del extremo de la sarta.
3. Despus se calcula la presin hidrosttica de la columna de fluido y seaplica la fuerza resultante en el sentido superior para levantar la sarta del
pozo.
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Realizado por:Luis Rodrguez
Alexis GonzlezIng. de Petrleo
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
1. Obturadores de Tensin Recuperables de
Agarre Sencil lo
2. Obturadores Recuperables de Compresin
de Agarre Sencillo
ESFUERZOS APLICADOS SOBRE LAEMPACADURA
MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn
CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Cuando tratamos las herramientas recuperables nos preocupamos por
el esfuerzo de traccin, el peso y la presin a aplicarse a la
herramienta.
Para determinar el empuje, la traccin o la presin que se puede
aplicar a la herramienta, solo hay que considerar las fuerzas a travs
de esta. Cuando se corren y se asientan las herramientas, se supone
que estn balanceadas; es decir, no existe ninguna presin diferencial
a travs de la herramienta.
Bajo ciertas circunstancia, hay fuerzas aplicadas en el momento de
asentamiento de la herramienta.
INTRODUCCIINTRODUCCINN
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Al correr una herramienta en un pozo con un fluido liviano, la sartaser mas larga. Si el fluido pesara ms, la sarta seria ms corta. No
existe ninguna presin diferencial hasta que se asiente el obturador y
haya cambio en los fluidos, sus pesos o las presiones en el pozo.
Una vez que se asiente el obturador, cualquier cambio ocasionado por
el pozo o el operador debe ser tomado en cuenta y/o balanceado, ya
que la herramienta no podr moverse libremente y habr una fuerza
de resistencia.
Es importante recordar que solo nos interesa saber los cambios en la
herramienta y lo nico que se necesita es analizar los eventos
posteriores.
MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn
CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Aplicacin de un valor determinado de tensin o de peso
sobre el obturador.
Purgar de presin de un rea especfica.
Achique o suabeo.
Aplicacin de presin sobre un rea especfica bien sea
mediante una bomba o el pozo.
ANLISIS DE EVENTOS POSTERIORES
Algunos de estos son:
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Hay cuatro tipos bsicos de herramientas recuperables:
1. Herramientas que requieren tensiHerramientas que requieren tensinn para el asentamiento
inicial y tambin para permanecer asentadas.
2. Herramientas que requieren pesoHerramientas que requieren peso para el asentamiento inicial y
tambin para permanecer asentadas.
3. Asentamiento neutroAsen tamiento neutro, que requiere tensin o compresin para
el asentamiento inicial.
4. Asentamiento hidrAsen tamiento hidrulicoulico, que requieren una fuerza generadapor medios hidrulicos para asentarse, bien sea con presin
hidrosttica en el pozo o presin aplicada.
TIPOS BSICOS DE HERRAMIENTAS
RECUPERABLES
MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn
CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
1. Obturadores de Tensin Recuperables de
Agarre Sencillo
Estos obturadores se asientan y se sellan mediante tensin aplicada a
la sarta de tensin. Permanecern asentados siempre que haya
suficiente fuerza de traccin. Cualquier fuerza debido a presin o
temperatura que ejerce una carga de compresin sobre el obturador
tender a soltarlo.
Que fuerza hay que aplicar?Que fuerza hay que aplicar?
Ya que la herramienta est balanceada al comenzar, y la intencin esde aplicar presin, calcular primero la fuerza que ejercer esta presin
hacia abajo. Multiplicar la presin por el rea anular y aplicar por lo
menos esta fuerza hacia arriba.
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Ejemplo:Ejemplo:
Cuanta presiCuanta presin se puede aplicar al Espacio Anular?n se puede aplicar al Espacio Anular?
Obturador de tensin sin compensacin de presin Profundidad 3500 pies Revestidor de 5 1/2 15.50 lbs/pie Tubera de 2-3/8" EU 4.70 lbs/pie Agua salada de 9.2 lbs/gal 12000 lbs - tensin en la herramienta
Espacio Anular:Espacio Anular:D.I de revestidor = 19234 pulgD.E de tubera de 2-3/8= 4428 pulgEspacio anular = 19234 - 4428 = 14806 pulg
Presin = 12000 14806 = 810.5 psi
TUBERA2-3/8 4 .7#TUBERA2-3/8 4 .7#
OBTURADORa 3500 pies
SALMUERA9.2 lbs/gal
REVESTIDOR5-1/2 15.5#
OBTURADORa 3500 pies
SALMUERA9.2 lbs/gal
12000 lbs
De tensin enel obturador
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
1.1 Circulacin de un fluido de una densidad
diferente al obturador
Se debe considerar que ocurre cuando se circula un fludo de una
densidad diferente. Se suelta la herramienta y se circula el fludo
hasta la herramienta. Si el fluido es de una densidad diferente, el pozo
ahora est desbalanceado y hay que retener presin en alguno de los
lados. Se podra mantener una presin en la tubera al circular un
fludo ms liviano a travs de la tubera. Cuando se termina de
circular, normalmente se soltara esta presin.
Cuando se asent la herramienta, las fuerzas fueron balanceadas. Alterminar la operacin de asentamiento, el sistema se desbalance
aplicando una presin a la tubera. Al purgar esta presin, se elimin
una fuerza del obturador. Ya que la fuerza fue eliminada, acta en el
sentido contrario.
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Ejemplo:Ejemplo:
CirculaciCirculacin de Flun de Fludos de Diferentes Pesos con un Obturadordos de Diferentes Pesos con un Obturadorde Tenside Tensinn
Obturador de tensin sin compensacin de presin Profundidad 7200 pies Revestidor de 7 26 lbs/pie Tubera de 2-7/8" EU 6.40 lbs/pie Agua salada de 9.6 lbs/gal en el espacio anular Aceite de 42 API circulando por la tubera
Cuanta tensiCuanta tensin se tendrn se tendr que aplicar al obturadorque aplicar al obturadorpara purgar la presipara purgar la presin de circulacin de circulacin despun despus des deasentar el obturador?asentar el ob turador?
Fludo anular = 0.499 psi/pieFludo en la tubera = 0.354 psi/pieDiferencial = 0.145 psi/piePresin Diferencial = 7200 x 0.145 = 1044 psi
OBTURADORa 7200 pies
TUBERA2-7/8 6.4#
ACEITE de42API
REVESTIDOR7 26#
SALMUERA9.6 lbs/gal
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
D.I de revestidor = 30920 pulgD.I de tubera = 4678 pulg
rea debajo del obturador =
30920 4678 = 26242 pulg
Fuerza = 1044 x 26.242 = 27397 lbs
OBTURADORa 7200 pies
TUBERA2-7/8 6.4#
ACEITE de42API
REVESTIDOR7 26#
SALMUERA9.6 lbs/gal
Esta presin diferencial se presenta comopresin de bomba que habr demantenerse al asentar el obturador. Laherramienta est balanceada mientras quese aguante esta presin con la excepcinde la tensin aplicada a la tubera durante elasentamiento.
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
1.2 Asentamiento de obturadores de tensin enpozos con bajos niveles de fludo
Recuerde que las fuerzas sobre el obturador
estn balanceadas cuando se asiente el
obturador. La longitud de la tubera se reduce
al exponerse a una fuerza de flotacin.
Despus de asentar el obturador y aadir
fludo al pozo, la tubera esta fija y su longitud
no puede disminuir. Se genera una fuerza
que tiene que ser considerada.
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Ejemplo:Ejemplo:
Obturador de tensin sin compensacin de presin Revestidor de 7 26 lbs/pie Asentado a 7430 pies Tubera de 2-7/8" EU 6.40 lbs/pie Aceite de 42API a 6360 pies 20000 lbs de tensin para asentar el obturador Llenar el pozo con aceite de 42 despus deasentar el obturador
QuQu fuerza existe en la herramienta alfuerza existe en la herramienta alllenarse el pozo?llenarse el pozo?
Espacio Anular:Espacio Anular:D.I de revestidor = 30936 pulgD.E de tubera = 6492 pulg
rea = 24444 pulgPresin hidrosttica = 6360 x 0.354 = 2251 psiFuerza hacia abajo = 2251 x 24444 = 55023 lbs
OBTURADORa 7430 pies
TUBERA2-7/8 6.4#
ACEITE de42API
REVESTIDOR7 2 6#
ACEITE de42API
6360 pies
PESO DEASENTAMIENTO SOBRE
EL OBTURADOR
20000 lbs
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
TuberTubera:a:D.I de revestidor = 30936 pulgD.I de tubera = 4680 pulg
rea = 26256 pulgPresin hidrosttica = 2251 psiFuerza hacia arriba = 2251 x 26256 = 59102 lbs
Balanceo de Fuerzas =Balanceo de Fuerzas =20000 lbs -+ 59102 lbs - - 55023 lbs
Fuerza neta sobre la herramienta =Fuerza neta sobre la herramienta = 24079 lbs
Nota:Nota: al llenar primero el espacio anular se
creara una fuerza hacia abajo que causaraque fallara el obturador
OBTURADORa 7430 pies
TUBERA2-7/8 6.4#
ACEITE de42API
REVESTIDOR7 2 6#
ACEITE de42API
6360 pies
PESO DEASENTAMIENTO SOBRE
EL OBTURADOR
20000 lbs
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
2. Obturadores Recuperables de Compresin de
Agarre Sencillo
Estos obturadores se asientan y se sellan con el peso de la tubera.
Un obturador de compresin mantiene su sello mientras que haya
suficiente fuerza de compresin sobre el obturador. Cualquier fuerza
que se oponga a esta carga compresiva trabajar para soltar el
obturador. Este tipo de obturador carece de un desvi para permitir
que se iguale la presin diferencial a travs de la herramienta al
soltarla.
Existen tres situaciones bsicas cuando se corren las herramientas de
compresin o de peso:
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1.1. QuQu Peso se requiere sobre el obturador paraPeso se requiere sobre el obturador paraaguantar una presiaguantar una presin determinada debajo de lan determinada debajo de laherramienta?herramienta?
La herramienta esta balanceada inicialmente. Se aplicar una presin
determinada debajo del obturador. Multiplicar el rea debajo del
obturador por la presin a aplicarse. Aplicar este peso sobre la tubera
para retener la herramienta en posicin.
2.2. CuCunta presinta presin inferior puede aguantar eln inferior puede aguantar elobturador?obturador?
Usar el peso aplicado para calcular la presin mxima permitida.Dividir la fuerza entre el rea debajo del obturador para obtener la
presin mxima debajo de la herramienta.
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3.3. QuQu presipresin se debe aplicar al espacio anularn se debe aplicar al espacio anularpara retener el obturador en posicipara retener el obturador en posicin?n?
Calculamos la fuerza hacia arriba causada por la presin debajo de la
herramienta multiplicando el rea debajo de obturador por la presin.
Si la fuerza neta es hacia arriba, entonces se necesita presin anular.
Dividir el rea anular entre esta fuerza neta para obtener la presin
requerida en el espacio anular para mantener la herramienta en
posicin.
Si el peso de asentamiento calculado es menos que el pesorecomendado para energizar el sello, se debe usar el valor ms alto.
Esto le proporcionar suficiente peso para efectuar un sello y realizar
el trabajo.
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Ejemplo:Ejemplo:
CuCunta Peso se debe aplicar para aguantar la Presinta Peso se debe aplicar para aguantar la Presin?n?
Obturador de compresin sin compensacin de presin Revestidor de 5 1/2 15.50 lbs/pie Profundidad de asentamiento 7800 pies Tubera de 2-7/8" EU 6.40 lbs/pie Agua salada de 9.2 lbs/gal Presin de tratamiento = 2000 psi
Nota:Nota: Se realizar primero el calculo suponiendoque el obturador de compresin no tuviera cunas
Superiores.
D.I de revestidor = 19244 pulgD.I de tubera = 4680pulg
rea = 14564 pulgFuerza hacia arriba = 2000 x 14564 = 29128 lbs
OBTURADORa 7200 pies
TUBERA2-7/8 6.4#
SALMUERA9.2 lbs/gal
REVESTIDOR5-1/2 15.5#
PRESIN DETRATAMIENTO
2000 PSI
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Ejemplo:Ejemplo:
CuCunta Presinta Presin puede aguantar un Obturador de Compresin puede aguantar un Obturador de Compresin?n?
Obturador de compresin de agarre sencillo Revestidor de 4 1/2 11.60 lbs/pie Profundidad de asentamiento 6900 pies Tubera de 2-3/8" EU 4.70 lbs/pie Agua salada de 9.2 lbs/gal Aplicacin de 10000 lbs de peso sobre
el obturador
rea de D.I de revestidor = 12560 pulgrea de D.I de tubera = 3124 pulgrea diferencial = 9436 pulg
Presin = 10000 9436 = 1060 psi
OBTURADORa 6900 pies
TUBERA2-3/8 4.7#
SALMUERA9.2 lbs/gal
REVESTIDOR4-1/2 11.6#
PESO DE ASENTAMIENTOSOBRE EL OBTURADOR10000 lbs
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Ejemplo:Ejemplo:
CuCunta Presinta Presin Anu lar aguantarn Anu lar aguantar el Obturador?el Obturador?
Obturador de compresin de agarre sencillo Revestidor de 4 1/2 11.60 lbs/pie Asentado a 8000 pies Tubera de 2-3/8" EU 4.70 lbs/pie Agua salada de 9.2 lbs/gal Aplicacin de 10000 lbs de peso sobre el obturador Presin de tratamiento = 2800 psi
rea de D.I del revestidor = 12566 pulgrea de D.I de tubera = 3126 pulgrea diferencial = 9440 pulg
Fuerza hacia arriba = 2800 x 9440 = 26432 lbsBalanceo de fuerzas = 26432 lbs 10000 lbs = 16432 lbs
OBTURADORa 8000 pies
TUBERA2-3/8 4.7#
SALMUERA9.2 lbs/gal
REVESTIDOR4-1/2 11.6#
PESO DE ASENTAMIENTOSOBRE EL OBTURADOR10000 lbs
2800 PSI
DE PRESIN
DETRATAMIENTO
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rea Anular:
D.I del revestidor = 12566 pulgD.E de tubera = 4430 pulg
rea diferencial = 8136 pulg
Presin anular = 16432 8136 = 2020 psi
Se debe aplicar 2020 psi de presin anularpara retener el obturador en posicinen esta aplicacin
OBTURADORa 8000 pies
TUBERA2-3/8 4.7#
SALMUERA9.2 lbs/gal
REVESTIDOR4-1/2 11.6#
PESO DE ASENTAMIENTOSOBRE EL OBTURADOR10000 lbs
2800 PSI
DE PRESIN
DETRATAMIENTO
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
2.1 Circulando un fludo de un Peso Diferente al
Obturador
El pozo esta desbalanceado debido a la diferencia de fludos, el cual
significa que hay una presin retenida. Si se circul un fluido de
densidad reducida, hay que mantener presin en la tubera. Si se
introdujo un fludo ms pesado, hay que mantener la presin en el
revestidor.
Las fuerzas sobre el obturador fueron balanceadas antes de asentarlo.
Cuando se asent el obturador, se desbalancearon las fuerzas debido
al peso aplicado. Al liberar la presin, se elimin una fuerza que
actuaba sobre el obturador. Esta fuerza es igual a la presin
multiplicada por el rea sobre el cual acta. Ya que representa una
fuerza eliminada, acta en el sentido contrario.
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Ejemplo:Ejemplo:
CirculandoCirculando un Fluun Fludo de un Pesodo de un Peso DiferenteDiferente alal ObturadorObturador
Obturador de compresin de agarre sencillo Revestidor de 5 1/2 17 lbs/pie Profundidad de asentamiento 7240 pies Tubera de 2-7/8" EU 6.40 lbs/pie Agua salada de 9.2 lbs/gal en el espacio anular Aceite de 28API circulada por la tubera Asentar la herramienta con 16000 lbs Purgar la presin en la tubera
CuCules serles sern las fuerzas sobre un obturadorn las fuerzas sobre un obturadorde agarre sencillo?de agarre sencillo?Gradiente de fludo de agua = 0.478 psi/pieGradiente de fludo de agua = 0.384 psi/pieDiferencial = 0.094 psi/piePresin de bomba = 0.094 x 7240 = 681 psi
OBTURADORa 7240 pies
TUBERA2-7/8 6.4#
SALMUERA9.2 lbs/gal
REVESTIDOR5-1/2 17#
PESO DE ASENTAMIENTOSOBRE EL OBTURADOR16000 lbs
ACEITE DE28API
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rea interna del revestidor = 18796 pulgrea interna de la tubera = 4680 pulgrea diferencial = 14116 pulgFuerza = 681 x 14116 = 9613 lbs
16000 lbs aplicadas sobre el obturador
9613 lbs creada mediante la liberacin depresin de la tubera
25613 lbs Fuerza neta despus de liberarla presin
OBTURADORa 7240 pies
TUBERA2-7/8 6.4#
SALMUERA9.2 lbs/gal
REVESTIDOR5-1/2 17#
PESO DE ASENTAMIENTO
SOBRE EL OBTURADOR16000 lbs
ACEITE DE28API
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2.2 Asentamiento en Pozos con Bajos Niveles de
Fludo
Las fuerzas que actan sobre la herramienta
estn balanceadas al asentarse el obturador. La
longitud de la tubera se reduce al exponerse a
una fuerza de flotacin (hacia arriba). Despus de
asentar el obturador y agregar fludo, la tubera
est fija y no puede comprimirse para resistir la
fuerza hacia arriba. Se deben calcular las fuerzasgeneradas en la tubera determinando las
presiones hidrostticas y multiplicndolas por
reas afectadas.
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Ejemplo:Ejemplo:
AsentamientoAsentamiento de unde un ObturadorObturador dede CompresiCompresinn dede AgarreAgarreSencilloSencillo en unen un PozoPozo concon BajoBajo NivelNivel de Flude Fludo:do :
Obturador de compresin de agarre sencillo Revestidor de 7 26 lbs/pie Profundidad de asentamiento 5800 pies Tubera de 3-1/2" EU 9.20 lbs/pie Aceite de 42API a 3599 pies 20000 lbs aplicadas sobre el obturador Despus de asentar la herramienta, se llenel pozo con aceite de 42
Espacio anularEspacio anular
rea interna del revestidor = 30936 pulgrea externa de la tubera = 9621 pulg
OBTURADORa 5800 pies
TUBERA3-1/2 9.3#
ACEITE DE42API
REVESTIDOR7 2 6#
PESO DE ASENTAMIENTO
SOBRE EL OBTURADOR20000 lbs
3599 pies
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rea = 21315 pulgPresin Hidrosttica = 3599 x 0.354 = 1274 psiFuerza hacia abajo =1274 x 21315 = 27155 lbs
TuberTuberaarea interna del revestidor = 30936 pulgrea interna de la tubera = 7031 pulgrea = 23905 pulgPresin Hidrosttica = 1274 psiFuerza hacia arriba = 1274 x 23905 = 30455 lbs
Balance de FuerzasBalance de Fuerzas= 20000 lbs peso aplicado= 27155 lbs espacio anular= 30455 lbs tubera
Fuerza NetaFuerza Neta = 16700 lbs
OBTURADORa 5800 pies
TUBERA3-1/2 9.3#
ACEITE DE42API
REVESTIDOR7 2 6#
PESO DE ASENTAMIENTOSOBRE EL OBTURADOR20000 lbs
3599 pies
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Realizado por:
Luis RodrguezAlexis GonzlezIng. de Petrleo
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Obturadores con Unidades Sellantes
Conjuntos de Sellos
Tubera tapada
Tapones de Obturador
Tapones Puente RecuperablesAnclas de Tubera
ESFUERZOS APLICADOS A LA TUBERADE COMPLETACIN
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1. Obturadores con Unidades Sellantes
El objetivo de ste clculo es de estimar el peso sobre el gancho o la
lectura en el indicador de peso bajo una condicin neutral del
obturador. Primero se calcula el peso de la sarta de tubera en aire y
despus la presin total (la suma de presin hidrosttica y cualquier
presin aplicada en la superficie) que acta sobre la sarta de tubera y
las reas respectivas.
Para realizar los clculos requeridos se toman los siguientes pasos:
1.1 Peso en el gancho para liberar la Tubera de un
obturador con calibre del Obturador
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Espacio AnularEspacio Anular
Calcular la presin total en el espacio anular a la
profundidad del obturador. Calcular el rea desde
el D.E. de la tubera hasta el dimetro de sello del
obturador. Multiplicar la presin total por el rea y
asignar un sentido hacia arriba a este valor .
Calcular la presin total dentro de la tubera a la
profundidad del obturador. Calcular el rea desdeel D.I de la tubera hasta el dimetro de sello del
obturador. Multiplicar la presin total por el rea y
asignar un sentido hacia abajo a este valor
TuberTuberaa
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Calcular el peso de la sarta de tubera en aire y
asignar un sentido hacia abajo a este valor .
Sumar esta fuerza a la fuerza hacia abajo en la
tubera y despus restar la fuerza hacia arriba
creada por el espacio anular.
PesoPeso sobresobre elel GanchoGancho
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Ejemplo:Ejemplo:
PesoPeso sobresobre elel ganchogancho parapara liberarliberar la Tuberla Tuberaa cuandocuando la Tuberla Tuberaaeses mmss grandegrande queque elel calibrecalibre deldel ObturadorObturador
Obturador de 4-1/2 con la unidad sellanteasentado a 12500 pies. Revestidor de 4-1/2 15.10 lbs/pie Fludo de terminacin de 7.8 lbs/gal en elrevestidor Agua salada de 9.2 lbs/gal en la tubera Sellos colocados en tubera 2-7/8 6.50 lbs/piegrado P-105
No hay presin aplicada en la tubera nien el revestidor
Del Manual TManual Tcnico para Obturadores concnico para Obturadores concalibre de sello:calibre de sello: El calibre del obturador es de 2390,de las Tablas de IngenieriaTablas de Ingenieria tomamos el D.I de latubera como 2441
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Espacio anularEspacio anularrea externa de tubera de 2-7/8 = 6492 pulg
rea de calibre del obturador = 0.7854 x 2390 pulg = 4486 pulgrea a = 6492 - 4486 = 2006 pulgPresin Hidrosttica = 12500 x 7.8 x 0.052 = 5070 psiFuerza hacia arriba = 5070 x 2006 = 10170 lbs
TuberTuberaarea interna de Tubera de 2-7/8 = 4680 pulgrea de calibre del obturador = 4486 pulgrea b = 4680 - 4486 = 0.194 pulgPresin Hidrosttica = 12500 x 9.2 x 0.052 = 5980 psiFuerza hacia abajo = 5980 x 0.194 = 1159 lbs
Peso sobre el ganchoPeso sobre el gancho
Peso de la tubera = 12500 x 6.5 = 81250 lbs Fuerza del espacio anular = 10170 lbsFuerza sobre la tubera = 1159 lbs Peso sobre el gancho = 81250 + 1159 - 10170
= 72239 lbs
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
1.2 Tubera de 2-7/8 con un Obturador con un
Calibre de Sello de 2688
En esta seccin dedicamos especial atencin a
una combinacin de tubera y obturador cuando el
calibre de sello est entre el D.I y el D.E de la
tubera.
El D.I del peso de tubera ms comn de 2 7-8 es
2441, el cal es ms pequeo que el calibre de
2688. En este caso la presin en la tubera y en elespacio anular actuar sobre las reas a y b
para levantar la tubera
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
1.3 Peso en el gancho para Liberar la Tubera de un
Obturador tipo Calibre de Sello cuando la Tubera es
ms Pequea que el Calibre del Obturador
El objetivo es de calcular el peso en el gancho cuando la Tubera esta
neutro respecto al obturador. El procedimiento es: calcular el peso de
la sarta de tubera en aire y despus las presiones y reas que
cambian el peso indicado en el gancho. Se debe realizar los
siguientes pasos
Espacio AnularEspacio Anular
Calcular la presin en el revestidor a la profundidad del obturador.
Calcular el rea desde el calibre del obturador hasta el D.E de latubera. Multiplicar la presin por el rea y asignar un sentido hacia
abajo a este valor.
MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn
CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Calcular la presin adentro de la tubera a la
profundidad del obturador. Calcular el rea desde el
calibre del obturador hasta el D.E de la tubera.
Multiplicar la presin por el rea y asignar un sentido
hacia arriba a este valor
TuberTuberaa
Calcular el peso de la sarta de tubera en aire y
asignar un sentido hacia abajo a este valor . Sumar
esta fuerza a la fuerza creada por la presin anular y
restar la fuerza ejercida por la presin en la tubera
para obtener el peso sobre el gancho para
condiciones neutrales en el obturador
PesoPeso sobresobre elel GanchoGancho
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CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos
Ejemplo:Ejemplo:
Obturador de 4-1/2 con calibre de sello Asentar a 12500 pies en revestidor de 4-1/213.50 lbs/pie Fludo de terminacin de 7.8 lbs/gal en el espacioanular Agua salada de 9.2 lbs/gal en la tubera Sellos instalados en tubera de 2-3/8 4.70 lbs/piegrado P-105 No hay presin aplicada en la tubera ni en elrevestidor
Del Manual TManual Tcnico para Obturadores con calibrecnico para Obturadores con calibre
de sello,de sello, el calibre del obturador es de 2688, de lasTablas de IngenieriaTablas de Ingenieria tomamos el D.I de la tuberacomo 1995
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TuberTuberaarea interna de Tubera de 2-3/8 = 3126 pulgrea de calibre del obturador = 5675 pulgrea b = 5675 - 3126 = 2549 pulgPresin Hidrosttica = 12500 x 9.2 x 0.052 = 5980 psi
Fuerza hacia arriba = 5980 x 2549 = 15243 lbs
Espacio anularEspacio anularrea externa de tub. de 2-3/8 = 4430 pulgrea del calibre del obt. = 0.7854 x 2688 = 5675 pulgrea a = 5675 4430 = 1245 pulgPresin Hidrosttica = 12500 x 7.8 x 0.052 = 5070 psiFuerza hacia abajo = 5070 x 1245 = 6312 lbs
Peso sobre el ganchoPeso sobre el ganchoPeso de la tubera = 12500 x 4.70 = 58750 lbs Fuerza del espacio anular = 6312 lbs Fuerza sobre la tubera = 15243 lbs Peso sobre el gancho = 58750 + 6312 - 15243 = 49819lbs
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2. Conjunto de SelloEn todos los ejemplos anteriores se calcula el valor sealado en el
indicador de peso para lograr un punto neutro antes de soltar la
herramienta. Es importante conocer el peso sobre el gancho cuando
se retira el conjunto de sello. Segn el tipo de conjunto de sello , el
peso sobre el gancho indica las condiciones del obturador y de la
sarta de tubera. Hay bsicamente tres diferentes tipos de conjuntos
de sello usados en las terminaciones con obturadores con calibre de
sello:
Conjunto de Sellos Tipo Espaciador (o de penetraciConjunto de Sellos Tipo Espaciador (o de penetracin):n):
Si se usa este de sello la tubera puede desplazarse libremente haciaarriba o hacia abajo. Con un conjunto se sello tipo espaciador el peso
sobre el gancho es la lectura del indicador de peso a un punto neutro.
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Conjunto de Sellos Localizador:Conjunto de Sellos Localizador:Permite movimiento de la tubera en un solo sentido. Hay un tope No-
Go en el conjunto de sello que descansa sobre el obturador y evita
que la tubera se mueva hacia abajo. Se recupera un conjunto de sello
tipo localizador levantando la sarta de tubera.
Conjunto de Sellos Tipo Ancla:Conjunto de Sellos Tipo Ancla:Se conecta al obturador y evita movimiento de la tubera en ambas
direcciones. El peso sobre el gancho calculado corresponde al punto
neutro del obturador, sin ninguna fuerza de tensin ni compresin en
la tubera a la profundidad del obturador.
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El peso sobre el gancho no es una consideracin para esta operacin.
Las nicas fuerzas consideradas son las que afectan el conjunto de
sello. Ya que no se est calculando el peso sobre el gancho, vamos a
suponer que el conjunto de sello estar balanceado al entrar en el
obturador, y calculamos las cargas aplicadas al conjunto de sello a
partir de este punto.
PesoPeso sobresobre unun ConjuntoConjunto dede SelloSello TipoTipo
LocalizadorLocalizadorparapara aguantaraguantarPresiPresinn
Con este tipo de situacin, se requiere saber qu peso se debe aplicar
sobre el obturador para aguantar una presin determinada. Tambin
se requiere saber la presin que hay que aplicarse al revestidor para
retener el conjunto de sello dentro del obturador. En ciertos casos, serequiere determinar si la aplicacin de presin al espacio anular ayuda
a mantener el conjunto de sello dentro del obturador o a expulsarlo.
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En estos clculos se supone que el D.I de la tubera es ms pequeo
que el calibre del obturador, lo cual representa el caso normal. De ser
as, al aumentar la presin en la tubera aumenta la fuerza que tiende
a elevar la tubera . Se calcula la fuerza que resulta de la aplicacin de
la presin total en la tubera sobre el rea diferencial entre el D.I de la
tubera y el calibre del obturador. Esta fuerza acta hacia arriba y para
retener el conjunto de sello en el obturador hay que aplicar un peso de
tubera igual a esta fuerza.
Ap licac iAplicac inn de Pesode Peso parapara RetenerRetenerelel ConjuntoConjunto dedeSelloSello enen susu lugarlugar
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Estos clculos estn basados en la suposicin de que el D.E de la
tubera es ms pequeo que el calibre del obturador, lo cual es el caso
normal. Con la adicin de presin anular se obtiene una fuerza hacia
abajo que ayuda a mantener el conjunto de sello en el obturador.
Calcular la fuerza hacia arriba generada por la presin total de la
tubera abajo del conjunto de sello y restarla del peso aplicado,
dejando una fuerza que acta hacia arriba. Calcular el rea diferencial
entre el D.E de la tubera y el calibre del obturador y dividirla entre la
fuerza hacia arriba. Esto representa la presin anular total necesaria
para mantener el conjunto de sello adentro del obturador. Paracalcular la presin anular a aplicarse, restar la presin hidrosttica
anular de la presin anular total.
PresiPresi
nn
en el Espacio Anularen el Espacio Anular
parapara
RetenerRetener
elel
ConjuntoConjunto dede SelloSello enen susu LugarLugar
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Ejemplo:Ejemplo:
CClculo del Peso alculo del Peso a aplicarseaplicarse sobresobre loslos conjuntosconjuntos dede SelloSello tipotipoLocalizadorLocalizadorparaparaAguantarAguantar lala PresiPresinn
Obturador de 7 con calibre de sello asentado a 8500 pies Revestidor de 7 29 lbs/pie Sellos instalados en tubera de 2-7/8 6.50 lbs/pie Fludo de 8.8 lbs/gal en la tubera y en el revestidor
Despus de asentar el obturador y localizador los sellos dentro del obturador: Tratamiento esperado a 5000 psi. Presin mxima en el revestidor 1500 psi
CuantoCuanto peso sepeso se debedebe aplicaraplicarsobresobre loslos sellossellos??
Del Manual TManual Tcnico para Obturadores con calibre de sellocnico para Obturadores con calibre de sello, el calibre delobturador es de 3250, de las Tablas de IngenierTablas de Ingenieraa tomamos el D.I de latubera como 2441
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Espacio anularEspacio anularrea del calibre del obturador = 8296 pulgrea externa de tub. de 2-7/8 = 6492 pulgrea = 8296- 6492 = 1804 pulgPresin total = 1500 psiFuerza hacia abajo = 1500 x 1804 = 2706 lbs
TuberTuberaarea de calibre del obturador = 8296 pulgrea interna de tub. de 2-7/8 = 4680 pulg
rea = 8296 - 4680 = 3616 pulgPresin total = 5000 psiFuerza hacia arriba = 5000 x 3616= 18081 lbs
Fuerza neta en el obturador = 18081 2706 = 15375 lbs
Se debe aplicar en peso de 15375 lbs sobre el obturadorpara mantener el conjunto de sellos en su lugar.
OBTURADORa 8500 pies
TUBERA2-7/8 6.5#
FLUDO DETERMINACIN
8.8 LPG
REVESTIDOR7 29#
5000 PSI
DETRATAMIENTO
ESPERADO
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El propsito de un ancla de Tubera en un pozo
bombeado es de aplicar tensin a la sarta de Tubera y
despus anclar a la pared interna del revestidor. El
valor de este tensin adicional debe ser mayor del
valor obtenido debido a las cargas de fludo y los
aumentos de temperatura. Como resultado, se
aumenta la eficiencia de bombeo y se reduce el
desgaste y la friccin.
Sin este pretensionamiento, la Tubera tiende a
pandearse causando los siguientes efectos:
3. Anclas de Tubera
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Al pandearse, la tubera roza contra las varillas de succin
causando desgaste y fallas de las varillas y de la tubera
La friccin causada por el contacto entre varilla y tubera requiere
mas energa en la superficie.
La tubera panseada puede rozar contra el revestidor causando
desgaste adicional.
La accin de pandeo crea desalineacin de las varillas con la
bomba causando un exceso de desgaste en la bomba.
TensiTensin requerida:n requerida:
La fuerza de tensin requerida para eliminar el pandeo es la tensin
que existe en la sarta de tubera libre, completamente extendida, en lacarrera descendiente del pozo siendo bombeados. Se aplica esta
tensin anclando el fondo de la sarta de tubera.
EfectosEfectos
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Sarta de tubera llena de fludo caliente.
Prdida de flotacin causada por la reduccin del nivel de fludo
en el espacio anular durante el bombeo.
Peso del fludo adentro de la tubera al cerrarse la vlvula fija.
Se usa la siguiente formula con las tablas que permiten el clculo de
la elongacin de la tubera:
FT = F1 + F2 F3Donde:
FT = Tensin total requerida en libras
F1 = Resultado de la tabla # 1
F2 = Resultado de la tabla # 2
F3 = Resultado de la tabla # 3
Factores que causan la elongacin de la tubera
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