CALCULOS AVANZADOS

Unos Cálculos Avanzados PARTE # 2 CAPITULO 9

UNOS CALCULOS AVANZADOS

Durante las operaciones de perforación o de control de influjos, hay varios conceptos que necesitan ser evaluados para comprender los límites de las posibles medidas.______________________________________________________________________________

LOS PESOS EQUIVALENTES DEL LODO

Un peso equivalente del lodo, (“EMW”) representa el total de las presiones contra una formación en una profundidad dada. Se expresa como peso del lodo en libras por galón. Si un pozo está abierto en la superficie, y no hay ni movimiento de la tubería ni circulación, entonces el peso equivalente del lodo a cualquier profundidad es el mismo que el peso del lodo en el pozo. Si se aplica una presión desde la superficie, o si hay movimiento de las tuberías o del lodo, entonces el peso equivalente del lodo en una profundidad dada no es el mismo que el peso del lodo. Se utiliza la siguiente fórmula para calcular el peso equivalente del lodo:

EMW = (Presión& Superficial ÷ .052 ÷ TVDint) + MW

donde EMW = El peso equivalente del lodo, en ppg.Presión Superficial = La presión impuesta desde la superficieTVDint = La verdadera profundidad vertical que nos ocupa, en piesMW = El peso del lodo, en ppg

______________________________________________________________________________

Por ejemplo

Un pozo con profundidad de 5,000 pies tiene una presión superficial de 300 psi. El peso del lodo es de 10.0 ppg. ¿Cuál es el peso equivalente del lodo (“EMW”)?

___________1,15____ ppg

La tubería de revestimiento está colocada a 1,500 pies. ¿Cuál es el peso equivalente del lodo (“EMW”) en el asiento de la tubería?

__________11,15______ ppg

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Instituto de Capacitación Petrolera 89 Universidad de Houston en Victoria---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------



Figura 22

El cálculo de los pesos equivalentes del lodo, utilizando las presiones superficial e hidrostática, le permite ver que las presiones de la superficie repercuten o que “se sienten” por todo el pozo.

El cálculo de los pesos equivalentes del lodo, utilizando las presiones superficial e hidrostática, le permite ver que las presiones de la superficie repercuten o que “se sienten” por todo el pozo.


LAS PRESIONES NECESARIAS PARA LAS PRUEBAS

Cuando se seleccione un peso equivalente del lodo que se desea utilizar para una prueba de fugas, se puede utilizar la siguiente fórmula para calcular la presión superficial necesaria:

Presión Superficial = (EMWLO - MW) x .052 x TVDSHOE

______________________________________________________________________________

Por ejemplo:

El revestimiento está colocada a 3,000 pies en un pozo que contiene lodo de 10.0 ppg. Queremos probar nuestro zapato con un peso equivalente del lodo a 15 ppg. ¿Cuál es la presión superficial que debe de aplicarse para obtener este EMWLO?

_______________780__ psi

LA MAXIMA PRESIÓN EN LA TUBERÍA DE REVESTIMIENTOhj

Un pozo dado solo puede sostener cierta presión antes de la fractura de una formación débil. Suponiendo que la zona más débil se encuentre en el asiento de la tubería, se puede utilizar la siguientes fórmula para calcular la máxima presión que se puede sostener sin fracturas:

Max CP = (EMWLO - MW) x .052 x TVDSHOE

______________________________________________________________________________

Por ejemplo:

Se prueba a 15.0 ppg el zapato de una tubería. Después de perforar más abajo de la tubería, la cual ha sido colocada a 3,000 pies, se penetra una zona conocida por su alta presión. ¿Cuál es la máxima presión en la tubería (“Max CP”) que se puede tolerar si el lodo pesa 14.0 ppg y el TVD son 12,000 pies?

__________________ psi

EL MAXIMO INFLUJO, EN PPG.

Se puede calcular el máximo influjo que se puede cerrar sin perder la circulación. Se presupone una muy baja ganancia en los tanques del lodo. Recuerde que un influjo de muy bajo ppg. podrá causar una alta presión en la tubería si se deja fluir mucho antes de cerrarse. Se utiliza la siguiente fórmula para calcular el máximo volumen del influjo:

Max PPG = EMWLO - MW) x TVDSHOE ÷ TVDWELL

donde: Max PPG = El máximo influjo en ppg.EMWLO = El peso equivalente del lodo al punto de fuga, en ppgMW = El peso del lodo, en ppgTVDSHOE = La verdadera profundidad vertical de el zapato de la

tubería, en piesTVDWELL = La verdadera profundidad vertical del pozo, en pies

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Por ejemplo (Problemas Típicos con el EMW)



Se perfora el pozo desde la superficie hasta 1,500 pies y se coloca la tubería. Después de cementarla, se perforan aproximadamente 20 pies de pozo. En una prueba de fuga de lodo, zapato necesita contener un lodo con peso equivalente de 14.0 ppg. El lodo en el pozo pesa 9.5 ppg.

1. ¿Cuál es la presión superficial que debemos usar para probar el zapato con un lodo con peso equivalente de 14.0 ppg?

___________ psi de presión superficial

2. El pozo es probado, y se observa que la máxima presión superficial son 367 psi. ¿Cuál es el peso equivalente del lodo que el zapato efectivamente contuvo?

___________ peso equivalente del lodo, en ppg

3. Después de varios días de perforación, la TD ya son 4,500 pies, y el peso del lodo es de 10.2 ppg. ¿Cuál es la máxima presión en la tubería y el máximo influjo que podemos sostener?

________________ lpg de la máxima presión en la tubería

________________ lpg del máximo influjo

4. Después de perforar varios días más, la TD ya son 7,500 pies, y el peso del lodo es de 13.7 ppg. Ahora, ¿cuáles son la máxima presión en la tubería y el máximo influjo?

________________ psi de la máxima presión en la tubería

________________ lpg del máximo influjo




Figura 23-A

Para los Problemas Ejemplo en la página92, Problemas # 1 y # 2

Para los Problemas Ejemplo en la página92, Problemas # 1 y # 2

Figura 23-B

Para los Problemas Ejemplo en la página 92, Problema # 3

Para los Problemas Ejemplo en la página 92, Problema # 3


LA DENSIDAD DEL FLUIDO DEL INFLUJOSe puede calcular aproximadamente la densidad del fluido invasor. La precisión de la respuesta es limitada a la precisión de las suposiciones.

Debemos suponer que el lodo más arriba del fluido del influjo tiene una densidad conocida. En realidad, la densidad del lodo es normalmente algo mayor que lo esperado. Esto obedece a las virutas llevadas en el fluido. Además, las propiedades de filtración del lodo podrán elevar la densidad más aún, por la pérdida de la fase líquida del lodo.

La perforación de pozos angostos acarrea el trabajo con grandes volúmenes de fluido de perforación en la superficie. Por lo que, se debe tener cuidado especial para captar los pequeños aumentos en el nivel de los tanques. Los tanques tienen gran volumen. Por lo que, sí es significante un aumento de una pulgada en el nivel del pozo. Un sensor de flujo ayudará en el monitoreo de la línea del flujo.

Otra suposición es que exista un pozo calibrado, aunque frecuentemente el pozo no está calibrado. La altura del volumen conocido de la invasión de un influjo será diferente en cualquier geometría que sea diferente a la que sea establecida por el diámetro de la broca.

El cálculo de la densidad de un influjo depende, primero, una determinación precisa del volumen del influjo. Esto es el volumen el cual, en la forma de la capacidad anular, que se divide entre la ganancia en los tanques para calcular la altura del influjo en el anular. Si el influjo es encerrado inmediatamente, se puede suponer que se encuentra, físicamente, entre el pozo abierto y el diámetro exterior de los collares de perforación (si los hay).

Otro factor que interviene en el cálculo de la densidad de los fluidos de influjo, es la diferencia entre la presión de cierre medida en la tubería de revestimiento y la presión de cierre medida en el tubo de perforación. Dicha presión diferencial está relacionada directamente con el volumen del influjo que se reciba. Mientras mayor el volumen, mayor será la diferencia.

En resumen, se observa el siguiente procedimiento para calcular la densidad de los fluidos del influjo:______________________________________________________________________________

EL PROCEDIMIENTO PARA LA DENSIDAD DE LOS FLUIDOS DEL INFLUJO

1. Se calcula la capacidad anular con la suposición de que el influjo se encuentre entre el pozo abierto y los collares de perforación. (¡Dicha suposición de ninguna manera es uniformemente válida!)

Capacidad Anular (barriles/pie) = [(Diámetro del Pozo Abierto²) -

(Diámetro Exterior del Collar de Perforación²)] ÷ 1029

2. Calcule la altura de los fluidos invasores en el anular.

Altura (pies) = Ganancia en los tanques (bbls.) ÷ Capacidad Anular (bbls./pie)



3. Sustituya valores en la siguiente fórmula para calcular la densidad de los fluidos invasores del influjo.

Densidad de Fluidos de Influjos (ppg) = Peso del Lodo - [(PCTR - PCTP) ÷ Altura ÷ .052]

4. Por lo general, la densidad de los fluidos del influjo son como sigue:

GAS 2 PPGPETROLEO 7 PPGAGUA SALINA 9 PPG

(Una mezcla de los fluidos tendrá una densidad entre la de sus componentes.)______________________________________________________________________________

Por ejemplo - Calcule la densidad y el tipo del fluido del influjo

Calcule el peso de los fluidos del influjo, conociendo los siguientes datos:

Diámetro de la Broca = 8.3/4”Collares de Perforación = 7” Diám. Ext., 2.1/2” Diám. Int.Ganancia de los tanques = 15 barrilesPCTP = 200 psiPCTR = 500 psiPeso del Lodo = 12.5 ppg

1. Calcule la capacidad anular entre el pozo abierto y los collares de perforación, en bbls./pie.

_________________ bbls./pie

2. Calcule la altura del influjo, en pies

_________________ pies

3. Calcule la densidad del influjo, en ppg.

________________ ppg

4. Determine el tipo de influjo. Las opciones son: gas, petróleo, agua salina o una mezcla de estos fluidos.

_________________ es el probable tipo de influjo



EJERCICIOS - CALCULOS AVANZADOS

1. Calcule el Peso Equivalente del Lodo (“EMW”) de los siguientes pozos:

TVD del zapato Presión en la Superficie Peso del Lodo EMW3000’ 900 psi 9.0 ppg __________________3500’ 876 psi 9.2 ppg __________________4000’ 1105 psi 10.0 ppg __________________2800’ 776 psi 8.9 ppg __________________7000’ 1520 psi 14.5 ppg __________________6700’ 1378 psi 12.2 ppg __________________8400’ 1423 psi 13.3 ppg __________________10,500’ 2020 psi 15 ppg __________________

2. Calcule la Presión Superficial que se necesita para probar los siguientes pesos equivalentes del lodo (“EMWs”):

EMW MW TVD del zapato Presión Superficial13 10 4,235 __________________14 12.5 3,750 __________________16 10 3,500 __________________17.3 9.5 3,890 __________________17.8 8.9 4,000 __________________19 11.6 6,000 __________________20 18.5 12,000 __________________

3. Calcule la Máxima Presión en la Tubería de revestimiento (“MCP”) para los siguientes pozos:

EMW(ppg)

MW(ppg)

TVD del zapato(pies)

TVD del Pozo(Pies)

MCP (psi)

14 12 3,000 7,000 __________________15.5 13 6,000 10,000 __________________16 13.5 3,500 7,000 __________________

17.5 14 3,850 9,000 __________________16 14.5 2,500 5,000 __________________15 14.5 2,740 8,890 __________________

16.6 15 4,000 10,490 __________________18.5 17 8,000 12,000 __________________



4. Para los pozos en el problema # 3 ANTERIOR, calcule el máximo influjo en ppg:

Máximo Influjo en ppg.________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. La tubería de revestimiento está colocada a 2,000 pies. El lodo pesa 10.0 ppg. ¿Cuál es la presión superficial de la bomba que se necesita para probar el zapato a 14.0 ppg?

___________________ psi

6. Con fundamento del # 5 ANTERIOR, se lleva a cabo la prueba de fuga. Sin embargo, la máxima presión que el pozo puede soportar antes de presentar una fuga son 364 psi. ¿Cuál es el peso equivalente del lodo que el zapato efectivamente tuvo?

_________________ ppg

7. Se toma la decisión de seguir perforando con la fuga, tal y como se calculó en # 6 ANTERIOR. El pozo es perforado hasta una profundidad de 8,000 pies, donde el peso del lodo es de 123 ppg.

¿Cuál es la máxima presión que podemos tolerar en la tubería de revestimiento?

______________ psi

¿Cuál es el máximo influjo, en ppg, que podemos tolerar?

______________ ppg

8. Se ahonda el mismo pozo de los problemas 5, 6 y 7. La TVD ya son 11,000 pies, y el actual peso del lodo son 13.2 ppg. Nuevamente utilice los datos de la fuga del problema # 6, para calcular lo siguiente.

¿Cuál es la máxima presión que podemos tolerar en la tubería de revestimiento?

______________ psi


______________ ppg



9. Habiendo lodo de 12 ppg actualmente en un pozo, con el zapato colocado a 5000 pies, se desea ver si el zapato soportará 16 ppg. ¿Cuál es la presión superficial de la bomba que se debe de aplicar?

________________ ppg.

10. De acuerdo con # 9 ANTERIOR, la máxima presión obtenida cuando ocurrió la fuga fue, en realidad, solo 900 psi. ¿Cuál es el peso equivalente del lodo que el zapato efectivamente tuvo?

________________ ppg

11. Se toma la decisión de seguir perforando con la fuga encontrada en # 10 ANTERIOR. Se perfora el pozo hasta una profundidad de 7,000 pies, donde el peso del lodo son 14 ppg.

Cuál es la máxima presión que podemos tolerar en la tubería de revestimiento?

______________ psi


______________ ppg

12. Se perfora a mayor profundidad el mismo pozo que en los problemas 9, 10 y 11. La TVD ya son 9,000 pies y el peso actual del lodo son 15.3 ppg. Nuevamente aplique los datos de la fuga del problema # 100 para calcular?

Cuál es la máxima presión que podemos tolerar en la tubería de revestimiento?

______________ psi


______________ ppg



13. Ud. está perforando con una broca de 8.3/4”. El lodo en el pozo pesa 17.3 ppg y actualmente, se encuentra a 11,000 pies. Tiene 10,000 pies de tubo de perforación con diámetro de 5.1/2”, 24.7 lbs./pie, y 1,000 pies de collares de perforación de 7” x 2.1/2”. La última sección de tubería que se colocó tiene diámetro de 9.5/8”, Cédula 80, 47 lbs./pie, cementado para que el zapato quedara a 7000 pies. Ud. estima que un lodo de 17.3 ppg debe ser suficiente para compensar cualquier presión que se encuentre a esta profundidad. Por lo que, se asombra al ver un aumento en el ritmo de penetración. También observa que hay un aumento en el ritmo del flujo del lodo. Ud. decide empezar desde el fondo, y verifica el flujo estando apagadas las bombas. Se da cuenta que el pozo está fluyendo. Lo encierra y registra un PCTP de 300 psi y PCTR de 500 psi. La ganancia en los tanques es de 10 barriles. ¿Cuál es la altura del influjo en el anular, y cuál es la densidad de los fluidos del influjo? ¿Qué tipo de influjo es este?

________________________________ pies de altura del influjo en el anular (entre OH y DC)

________________________________ ppg. de densidad en los fluidos del influjo

________________________________ tipo de influjo



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