ESCUELA MILITAR DE INGENIERAMCAL. ANTONIO JOS DE SUCRE BOLIVIAPRODUCCIN PETROLERA IPACKERSDANIEL FERNANDO SEVERICHE MURILLOHANS SERGIO REYNOLDS FERNANDEZSANTA CRUZ !"#ESCUELA MILITAR DE INGENIERAMCAL. ANTONIO JOS DE SUCREBOLIVIAPRODUCCIN PETROLERA IPACKERSDANIEL SEVERICHE MURILLOS#$"!%&HANS REYNOLDS FERNANDEZ S#"'(%&TRABAJO DE INVESTIGACIN PARA EL SE)TO SEMESTRE DE INGENIERA PETROLERADOCENTE* I+,.C-.-/01+2 A3-+4/ M.I N D I C E". INTRODUCCION........................................................................................... DESARROLLO DEL TEMA..........................................................................". 56U SON LOS PACKERS7..................................................................... FUNCIONES DE LOS PACKERS..............................................................#. ELEMENTOS PRINCIPALES DEL PACKER............................................#.". E.-8-+02/ 9-. S-..2...............................................................................#.. C:;4/......................................................................................................#.#. C2+2/.....................................................................................................#.4923..........................................................................?-3/ M->A+1>4/ 9- C28=3-/1B+ /18=.-...................................?-3/ M->A+1>4/ 9- C28=3-/1B+ D2@.-/...................................?-3/ M->A+1>4/ 9- T-+/1B+ S-+>1..4/.....................................A+1>2/ 9- T-+/1B+. C28=3-/1B+ C 3204>1B+............?-3/ R->:=-34@.-/ M->A+1>2/........................................................................................................?-3/ H1934:.1>2/ 9- 9- 4/-+0481-+02 H1932/0A01>2.............4>12+-/.................................................................................:=-34@.-/ H1934:.1>2/.....................................................................................................12+-/ 9- .2/ =4>?-3/.......................................................CUADRO ..T1=2/ 9- -.-8-+02/ /-..4+0-/.................................................CUADRO .#.V-+04D4/ 9- .2/ =4>?-3/ 8->4+1>2/.......................................CUADRO .?-3/ 8->4+1>2/..............................CUADRO .$.V-+04D4/ 9- .2/ =4>?-3/G193A:.1>2/...................................CUADRO .&.D-/E-+04D4/ 9- .2/ =4>?-3/G193A:.1>2/.............................CUADRO .(.V-+04D4/ 9- .2/ =4>?-3/ P-384+-+0-/.................................CUADRO .H.D-0-381+4>1B+ 9- .4 >2332/1B+-/=-3494.............................NDICE DE FIGURASFIGURA .".E/03:>0:34 @4/1>4 9-. =4>?-3....................................................FIGURA ..E.-8-+02/ =31+>1=4.-/ 9-. =4>?-3............................................FIGURA .#.P4>?-3 9- C28=3-/1B+ /18=.-..................................................FIGURA .?-3 9- C28=3-/1B+ 92@.-...................................................FIGURA .$.P4>?-3 9- T-+/12+ /-+>1..4.......................................................FIGURA .&.P4>?-3 9- T-+/12+I C28=3-/12+ C 3204>12+............................FIGURA .(.P4>?-3 R->:=-34@.- S-+>1..2 9- 4/-+0481-+02 G193A:.1>2 M29-.2 H1932%&............................................................................FIGURA .H.P4>?-3 R->:=-34@.- S-+>1..2 9- 4/-+0481-+02 G1932/0401>2 M29-.2 H1932%H........................................................................FIGURA .'.E/03:>0:34 9-. =4>?-3 =-384+-+0-.........................................FIGURA ."!.M4031J 9- >43,4 9- :+ -8=4>4923........................................FIGURA ."".EF->02/ /18:.0A+-2/ 9- =3-/1B+ C >43,4 4K14......................FIGURA .".E.-8-+02/ >3L01>2/ 9- F4..4 9- :+ -8=4>4923.....................FIGURA ."#.E+E2.E-+0- 9- 9-/-8=-;2....................................................FIGURA ."2+/19-3492 91F-3-+0- 91A8-0321+0-3123 9-. 3-E-/0181-+02..............................................................FIGURA ."$.D1F-3-+>14. 9- =3-/1B+ 9:34+0- .41+9:>>1B+........................FIGURA ."&.D1F-3-+>14. 9- =3-/1B+ 9:34+0- .4=3:-@4 9- 4981/1B+$FIGURA ."(.C2+91>12+-/ 9:34+0- .4 -/018:.4>1B+................................FIGURA ."H.EF->02/ M:- >4:/4+ 82E181-+029-. 4=43-D2 9- =329:>>1B+....................................................................................................FIGURA ."'.EF->02/ M:- 1+0-3E1-+-+ 9:34+0- :+4 1+9:>>1B+.................FIGURA .!.EF->02/ M:- 1+0-3E1-+-+ 9:34+0- :+4 =3:-@4 9- 4981/1B+........................................................................................................FIGURA .".C4:/4/ 9-. 82E181-+02 9-. 4=43-D2 9:34+0- :+4 -/018:.4>1B+NF34>0:3481-+02........................................................................FIGURA ..P3-/1B+ 4 .4 4.0:34 9-. -8=4>4923........................................FIGURA .#.C28=230481-+02 9- .2/ -/F:-3J2/ /2@3- -. -8=4>4923....................................................................................................FIGURA .?-3/......................................................FIGURA .$.E/0492 M->4+1>2....................................................................FIGURA .&.D14,3484 9- F:-3J4/..............................................................". INTRODUCCINLlamados tambin obturadores o empacadores, son herramientas diseadas a finde ayudar en la eficiente produccin del petrleo y gas de un pozo con uno o msniveles productores, aislando los niveles de inters.Los packers generalmente se los considera como la herramienta ms importantedel pozo en la tubera de produccin ya ue entre sus varias funciones, la funcinprincipales la proveer la forma de sellar el espacio tubular del espacio anular. !stesello debe proveeruna barreraduradera compatible con losfluidos y gases deyacimiento al igual ue los fluidos y gases de casing.Lospackersdeproduccinseempleanenlosarreglossub"superficialesparabrindar el mecanismo ms apropiadoparadireccionarlos fluidosde produccinpor la trayectoria ms apropiada determinando una produccin eficiente.Los tipos depackers de completacin varan grandemente y estn diseadas paracubrir condiciones especficas del pozo o del reservorio #sencillas o enconfiguracin agrupada, con sartas sencillas, duales o triples$.1. DESARROLLO DEL TEMA.". 56U SON LOS PACKERS7%on herramientas de fondo ue se usan para proporcionar un sello entre la tuberade produccin y la tubera de revestimiento a fin de evitar el movimiento vertical defluidos desde el packer por el espacio anular hacia arriba.!n la actualidad e&iste una gran diversidad de packers en el mercado, pero todas ellas poseen bsicamente la misma estructuraFIGURA .". E/03:>0:34 @A/1>4 9-. =4>?-32.. FUNCIONES DE LOS PACKERS!ntre sus funciones correspondientes estn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u funcin es generar un sello entre el empacador yla tubera de revestimiento. !stos pueden ser fabricados de diferentes materialeslos cuales pueden ser operados ba(o diferentes condiciones de presin ytemperatura.)uando se asienta un packer, el elemento sellante se comprime paraformar unsellocontralatuberaderevestimiento. *urantelacompresin, el3elemento de goma se e&pande entre el cuerpo del packer y la pared de la tuberade revestimiento. CUADRO..* T1=2/ 9- -.-8-+02/ /-..4+0-/.#..C:;4/.% %on piezas metlicas de acero recubiertas con material de alta dureza #tungsteno$ ya ue son las ue anclan la empacadura al revestidor impidiendo el movimiento de la misma..#.#. C2+2/.% %irve como un e&pansor para forzar las cuas hacia la tubera de revestimiento, tambin sirven como soporte a los elementos de sello..#.4923.% !s una superficie pulida ue est en la parte interior del empacador, la cual forma un sello con las unidades de sellos multi"v impidiendo el flu(o entre el empacador y el apare(o de produccin. +dems esta parte del empacador mantiene unidos todos los componentes de la herramienta.4FIGURA .. E.-8-+02/ P31+>1=4.-/ 9-. =4>?-3.4923-/ A/-+0481-+023-=-01@.-E. -8=4>4923 =:-9- 4/-+043/-I .1@-343/- C =2/1>12+43/- -+2032 =:+02 /1+ 0-+-3 M:- /4>43.2 =434 3-=434>1B+ V-3/401.1949 U+ 81/82 -8=4>4923 /- =:-9- :/43 -+ 3-E-/0181-+02/ 9-. 81/82 0484;2 SODO C 91F-3-+0- =-/2 S91F-3-+0- ID B 931F0OS- F4@31>4+ -+ 2=>12+-/ 9- 4/-+0481-+02 >2+ =-/2I 0-+/1B+I @1913->>12+4. 2 9- 3204>1B+ L2+,10:9 P:-9-+ :01.1J43/- =23 .2 ,-+-34. -+ /->>12+-/ 9-. =2J2 >2+4.04/ 9-/E14>12+-/ 2 >:3E40:34/ -K03-84/ CUADRO.#.* V-+04D4/ 9- .2/ =4>?-3/ 8->4+1>2/Las desventa(as de empacadura mecnica recuperable estn los siguientes'D-/E-+04D4/C4=4>1949.1810494A.04/ >43,4/ 2=-34>12+4.-/ 18=:-/04/ /2@3- .4 /4304 =:-9-+ 9-/4+>.43 C .1@-343 -. 2@0:34923 A/-+0481-+02L2/ 8->4+1/82/ 9- 4/-+0481-+02 SC 9- .1@-34>1B+O =:-9-+ +2 =-381013 /: >233194 -+ /-31-/ 9- 92/ 2 8A/ -8=4>4923-/ R-M:1-3-+ =23 .2 ,-+-34. 9- 3204>1B+ C 82E181-+02 9- .4 /4304 9- 0:@-3L4 9- =329:>>1B+ =434 /: 4/-+0481-+02 C .1@-34>1B+ N2 01-+-+ =32E1/1B+ 9- 4.84>-+4D- 9- -+-3,L4 =434 4C:943 -+ -. /-..2 C 4+>.4D- 9-. 2@0:34923 .CUADRO .?-3/ 8->4+1>2/9.?-3/ H193A:.1>2/ 9- 4/-+0481-+02 H1932/0A01>2!sta empacaduras utilizan un pistn de asentamiento similar al de unaempacaduradeasentamientodiferencial, perotodaopartedel aredel pistnact0a sobre una cmara ue contiene presin atmosfrica y no la de anular. !sto11FIGURA.(. P4>?-3R->:=-34@.- S-+>1..2 9-4/-+0481-+02 G193A:.1>2M29-.2 H1932%&permite ue la presin hidrosttica del /ubing asista el asentamiento de laempacadura. %e necesita menos presin para generar la fuerza necesaria ue enlareueridaenunaempacadurahidrulicaestopermiteuelasempacadurashidrostticas tengan un mandril ms grande ue las otras.Las empacaduras de asentamiento hidrosttico son ms costosas de fabricarue las de diferencial y generalmente se utilizan cuando se reuiere una tuberams grande. .or e(emplo envs de en un casing de @A con tubera - @BC, se puedeutilizar tubera de D E8 para reducir el are de pistn como resultante de un mandrildel empaue mayor La empacadura ,ydro"C de un solo conducto#5ig 2"FF$ y la ,ydro" F3 dual son e(emplos deempacaduras de asentamiento hidrosttico. La,ydro"C tambin est disponible en la versinselectiva. La posicin selectiva permite ue seba(en varias empacaduras en una mismatubera y cada una se pueda asentarindependiente de la otra.!l mecanismodeasentamientoencadaempaue se activa por mtodos de slickline.12FIGURA.H. P4>?-3R->:=-34@.- S-+>1..2 9-4/-+0481-+02 G1932/0401>2M29-.2 H1932%H.:=-34@.-/ H1934:.1>2/Las venta(as de su uso son las siguientes'V-+04D4/E+ -. 4/-+0481-+02*A.84>-+4+ -+-3,L4 -+ -.8->4+1/82 9- 4>01E4>1B+ 9- .4/>:;4/ N29-=-+9-+9-. =-/291/=2+1@.--+ .4 /4304 =434 -. 4/-+0481-+02 2 -./-..2 /:@/1,:1-+0- L4 2=-34>1B+ 9- -/=4>1492 -/ 8A/FA>1. 9-3-4.1J43/1+82E181-+029-.4 /4304 E. =2/1>12+481-+029-. -8=4>4923C -. -/=4>1492 9- .4 /4304 /2+ 8A/=3->1/2/ CUADRO .$.* V-+04D4/ 9- .2/ =4>?-3/G193A:.1>2/.!ntre las desventa(as de empacadurahidraulicaestn los siguientes'14D-/E-+04D4/E+ -. 4/-+0481-+02*S1 -. -8=4>4923 /- 4/1-+04 -+ F2384=3-840:34 2 1+>233->04I /- 9-@-/4>43 .4/4304C3-4>2+91>12+43 /:/1/0-84 9- 4/-+0481-+02 >2+>2/02/ 9- 2=-34>1B+ 491>12+4.-/ C01-+- :+4 F.-K1@1.1949 .181049CUADRO .&.* D-/E-+04D4/ 9- .2/ =4>?-3/G193A:.1>2/.43,4 9- :+ -8=4>4923.F1,:34 ."". EF->02/ /18:.0A+-2/ 9- =3-/1B+91F-3-+>14. C >43,4 4K14..!&isten varios modos de falla ue pueden afectar el desempeo de un empacador de produccin, pero los ms comunes son los siguientes #ver 5igura ;$'F$ %istema de ancla(e-$ 5alla cone&in cuerpo M guaD$ )uello del empacador18L$ !lemento de sello2$ )olapso cone&in M gua;$ /ope del hombro@$ )andado del cuerpoLas diferentes fallas presentadas en la 5igura ; tienen una posicin en la matriz delos cuadrantes ue se presentaron con anterioridad.F1,:34 .". E.-8-+02/ >3L01>2/ 9- F4..4 9- :+-8=4>4923.La 5igura @ muestra la envolvente de desempeo de un empacador deproduccin,ascomo el modo de fallaresultante de lascargas combinadas depresin diferencial y efectos a&iales.+continuacin se comentarn cada uno de los modos de falla ue estnrepresentados en la envolvente'F. %istema de ancla(e."La falla del sistema de ancla(e sucede cuando el apare(odeproduccinestancladoal empacador yel esfuerzodetensine&cedelaresistenciadel material delarosca. !srepresentadoenlareginFdelaenvolvente de la 5igura @.-. 5alla cone&in cuerpo N gua." !sta ocurre cuando la carga por tensin rebasala resistencia del cuerpo del empacador la de la rosca, la cone&in es afectada19tantopor la presin como por latensin generadaenel empacador por lacontraccin delapare(o. %e muestra con elnumero - sobre la envolvente de la5igura @.D. )uerpo delempacador."!sta falla es generada por el colapso del cuerpo delempacador, puede resultar por un esfuerzo e&cesivo en el cuerpo producido porpresin diferencial, fuerza empacador N apare(o, esfuerzos combinados. !l lmitede este componente se ilustra en la zona D de la 5igura @.L. !lemento de sello."La falla del elemento puede ocurrir por e&ceso de presinsobreel hule, pordegradacindel elementodebidoatemperaturaefectosumicos. !ste efecto est en la regin L de la 5igura @.2. )olapso cone&in cuerpo N gua." .uede ocurrir cuando se utiliza un tapn en elniple de asiento, o cuando se corren e&tensiones pulidas conectadas alempacador. !ste efecto es similar al del colapso del cuerpo del empacador. !stalimitacin es ilustrada con la zona 2 de la envolvente de la 5igura @.;. /ope del hombro." !ste efecto puede ocurrir tanto con el apare(o anclado comoconlossellosmulti"vlibres. Lafalladehombrosucedeenel momentouelafuerza compresiva generada por elapare(o de produccin e&cede la resistenciadel material en el punto de contacto entre eltope localizador ancla y elempacador. %e muestra en la regin ; de la 5igura @.@. )andadodel cuerpo."!steelementosefatigacuandoel esfuerzoaplicadosobre el mismo es mayor al de la resistencia del material. !l lmite de resistenciadel sistema de candado es ilustrado con la regin @ de la 5igura @. La envolventede desempeo representa los limites de resistencia de un empacador cuando essometido a cargas combinadas, en otras palabras cuando los valores de presin yesfuerzo a&ialse encuentran dentro delrea, elempacador esta dentro de susrangosdeoperacin, delocontrariocuandoestosvaloresestnfueradelaenvolvente, se puede presentar la falla de alguno de los componentes. La evaluacin de un empacador considerando solo la presin diferencial nodescribe los limites de fatiga de ste, para una correcta evaluacin y comparacin20delrendimiento de diferentes empacadores se reuiere un entendimiento de losefectos simultneos de presin diferencial y cargas a&iales.F1,:34 ."#. E+E2.E-+0- 9- 9-/-8=-;2..or lotanto, conel conocimientodelainteraccindecondicionesdecargascombinadas sepuedeoperar dentrodeunazonasegura, locual evitarlaocurrenciadefalladurantelae(ecucindeoperacionescrticaslacomprainnecesaria de productos de alta resistencia !l ingeniero de terminacin tiene ue estar familiarizado con los cuatro cuadrantesde condiciones de carga y con los modos tipos de falla, pues esto provee unentendimiento de las implicaciones de falla del empacador de produccin durantela e(ecucin de operaciones y durante la vida productiva del pozo.9n factor independiente a las caractersticas de diseo y configuracin delempacador ue afecta la envolvente de desempeo, es la relacin entre el tamaodel empacador y el dimetro interior del revestimiento. La 5igura C muestra ue la seleccin inapropiada de un empacador paradiferentes libra(es altera las condiciones de resistencia a la diferencial de presin.21F1,:34 ."2+/19-3492 91F-3-+0- 91A8-0321+0-3123 9-. 3-E-/0181-+02.!stefenmenodebeser consideradocuandoseintroducenempacadoresueestnenel lmiteinferiordel rangodelibra(erecomendado, locual escom0ncuando se tiene tubera de revestimiento de mayor libra(e arriba del revestimientodondeseanclaralaherramientacuandosetieneunae&istencialimitadadeempacadores.!ste efecto es crtico en pozos donde se opera a altas presiones diferenciales..&. METODOLOGA DE SELECCIN PARA EMPACADORES DE PRODUCCIN.Ladecisinacercadeutipodeempacador sevaacorrer puedeser muycomple(a y la lista de las caractersticas de los empacadores disponibles hoy enda es casi interminable. !s com0n iniciar el proceso de seleccin e&aminando lascaractersticas del empacador, lo cual no es el mtodo adecuado y se recomiendaemplear la siguiente metodologa para el proceso de seleccin del empacador deproduccin.". C2+91>12+-/ 9- 2=-34>1B+.4O D1F-3-+>14. 9- =3-/1B+@O C43,4/ 4K14.-/22>O T-8=-340:349O F.:192/ =329:>192/. C2+91>12+-/ 9-. =2J2.4O D1A8-032 1+0-3123 9- .4 T.R@O F.:192 9- 0-381+4>1B+>O D-/E14>1B+ C /-E-31949#. P32>-9181-+02 =434 >233-3.2 C4+>.43.2.4O T:@-3L4 9- =-3F234>1B+@O C4@.-NLL+-4>O T:@-3L4 F.-K1@.-9O I+0-,34.12+-/ F:0:34/.4O R-=434>12+-/ 84C23-/@O R-=434>12+-/ 8-+23-/>O I+0-3E-+>12+-/ /1+ -M:1=2$. S-.->>1B+ 9-. -8=4>4923 4 =43013 9- .4 -+E2.E-+0- 9- 9-/-8=-;2.+ continuacin se mostrara como calcular como obtener los parmetros involucradosen el proceso de seleccin.". C2+91>12+-/ 9- 2=-34>1B+.4O D1F-3-+>14. 9- =3-/1B+!l empacador de produccin es sometido a presin diferencial durante las operacionesde terminacin y reparacin del pozo. La estimacin de estas presiones es fundamental para la seleccin adecuada de estas herramientas. !n esta gua se mostrara como determinar la diferencial de presin durante las operaciones de induccin, prueba de admisin, estimulacin y fracturamiento. 23Jnduccin.*urante la induccin se desplaza el fluido de terminacin fluido producido por el yacimiento por nitrgeno, por lo regular este proceso se realiza con el au&ilio de latubera fle&ible. #ver 5igura 14. 9- =3-/1B+ 9:34+0- .4=3:-@4 9- 4981/1B+.!stimulacinB5racturamiento.Las operaciones de estimulacin fracturamiento involucra la inyeccin de fluidos con el ob(etivo general de me(orar las condiciones de permeabilidad #Oer 5igura F3$. !stas operaciones generan una diferencial de presin en el empacador de produccin, misma ue puede ser determinada con las !cuaciones -.;, -.@ y -.D. .ara la determinacin de la presin por friccin # f P $ generada entre el fluido inyectado y el apare(o de produccin, referirse a la gua de estimulaciones.25F1,:34 ."(. C2+91>12+-/ 9:34+0- .4-/018:.4>1B+ B F34>0:3481-+02.@O C43,494/ AK14.-/Ptro parmetro a determinar para la seleccionar correctamente los empacadoresdeproduccinsonlascargasa&iales. +continuacinseilustrarcuandosepresentan, as como el origen de las mismas.*urante las operaciones de terminacin y mantenimiento de los pozoscomentadas previamente #induccin, prueba de admisin, estimulacin yfracturamiento, as como durante su vida productiva, la tubera de produccin essometida a diferentes condiciones de presin y a cambios de temperatura, estogenera esfuerzos en el acero los cuales se refle(an en la contraccin y elongacindel mismo, causando un movimiento neto del apare(o de produccin. !stemovimiento origina tensin compresin en el empacador, mismas ue reducensuresistenciaalapresindiferencial. !nalgunoscasosestascargassonlosuficientementeelevadasuecausanlafalladel empacador. .or lotantoessubstancial ladeterminacindelosesfuerzosa&ialesauesersometidoelempacador.!s importante mencionar ue en esta gua solo se revisaran tanto los efectos uegeneran el movimiento de la tubera de produccin, as como sus consecuencias26#elongacin contraccin$ en las diferentes operaciones. Las ecuaciones yprocedimiento de clculosern presentados en la gua de diseo de apare(os deproduccin.Losefectosuegeneranestefenmenoson' Gallooning#e&pansin$, .istn,Guckling #pandeo$ y /emperatura. !stos son esuemticamente representados enla 5igura F-.Gallooning#e&pansin$."!steefectoesgeneradopor lapresinradial e(ercidasobre latubera, esto tiendeaincrementar el dimetro conunconsecuenteacortamiento de la longitud de apare(o. !l efecto contrario #mayor presin afuerade latubera$ produce una elongacin en el apare(o..istn."!steefectoesproducidopor laaplicacindepresinsobreunreae&puesta, elcualpuede causar elongacin sila diferencialde presin es mayorarriba del empacador contraccin si la diferencial de presin es mayor ba(o elempacador, lo cual significa ue esta presin esta actuando en la seccintransversalde los sellos multi"v zapata gua e intenta comprimir elapare(o deproduccin. Guckling#pandeo$."+l igual ueel efectopistn, bucklingesel resultadodeladiferencialde presin ue se tiene dentro y fuera delapare(o, misma ue act0asobre una seccin transversal. %in embargo este efecto aparece en el momentoue se inicia a doblar pandear el apare(o de produccin./emperatura."9n cambio de temperatura debido a la produccin de hidrocarburos inyeccinde fluidoscausa cambiosen la longitud delapare(o de produccin.!ste cambio de longitud es directamente proporcional al coeficiente de e&pansindel acero.27F1,:34 ."H. EF->02/ M:- >4:/4+ 82E181-+029-. 4=43-D2 9- =329:>>1B++ continuacinsepresentaracualitativamentecmosecomportael apare(odeproduccindurantelas operacionesde terminacin y reparacin delpozo,talescomoinduccin, pruebadeadmisin, estimulacinyfracturamiento. )omosecomento anteriormente, la determinacin cuantitativa se presentara a detalle en lagua de diseo de apare(os de produccin.Jnduccin.La 5igura FD muestra los diferentes efectos ue causan el movimiento del apare(ode produccin durante realizacin de una induccin. !n esta operacin la presindentro del apare(o es menor ue la ue act0a fuera de la tubera, debido a esto lapresine&ternacomprimeel acerocausandounaelongacin, asuvez estadiferencial depresinsee(ercesobreunreatransversal tambinoriginandoelongacin. .orel contrarioel efectodetemperaturacreacontraccin, estoesdebido al enfriamiento del apare(o de produccin. !l movimiento total es ladiferencia entre estos efectos.28F1,:34 ."'. EF->02/ M:- 1+0-3E1-+-+ 9:34+0-:+4 1+9:>>1B+..rueba de admisin.La 5igura FL muestra los diferentes efectos ue causan el movimiento del apare(ode produccin durante realizacin de una prueba de admisin. + diferencia de laoperacindeinduccin, durantelapruebadeadmisinlapresindentrodelapare(o de produccin se incrementa. !sto genera unae&pansinde la tuberagenerandocontraccindelamisma. .or otraparteladiferencial depresinincrementa dentro del apare(o, misma ue actu en la seccin transversale&puestade los sellos multi"v zapata gua louetambincausacontraccin.*uranteestaoperacinseinyectaunfluidouenormalmenteseencuentraatemperatura ambiente generado un enfriamiento del acero y por consiguiente unacontraccin del mismo. )omo se observa durante una prueba de admisin todoslos efectos causan una contraccin del apare(o.29F1,:34 .!. EF->02/ M:- 1+0-3E1-+-+ 9:34+0-:+4 =3:-@4 9- 4981/1B+.!stimulacinB5racturamiento.+l igual uelaoperacindepruebadeadmisin, normalmenteduranteunaestimulacin fracturamiento, tambin se inyecta un fluido a temperaturaambiente el cual incrementa la presin dentro del apare(o de produccin. .or tantolos efectos tienen un comportamiento similar, es decir los cuatro tienden a contraerel apare(o de produccin. F1,:34 .". C4:/4/ 9-. 82E181-+02 9-.4=43-D2 9:34+0- :+4-/018:.4>1B+NF34>0:3481-+02.30>O T-8=-340:34Ptro parmetro importante para la seleccin apropiada de empacadores deproduccin es la temperatura. !ste parmetro es fundamental para la seleccin deloselastmeros. Latemperaturaalacual estartraba(andoel empacador sedetermina a travs del gradiente de temperatura del pozo # 1T $, este se calculaconla!cuacin-.C. 9navezueseconoceel gradientedetemperatura, seobtiene la temperatura de operacin del empacador con la !cuacin -.192/)onocer la composicin de los fluidos producidos es fundamental, pues se puedeconocer el ambiente al cual ser sometido el empacador permitiendo unaseleccin adecuada de la metalurgia.!l tipo de material ue se emplea para fabricar un empacador influyeconsiderablemente en su costo. .or lo tanto, es necesario un conocimientocorrecto tanto de la concentracin, as como de los fluidos ue estarn en contactocon la herramienta, con la finalidad de evitar la compra de empacadores costosos, la introduccin de herramientas ue no son diseadas para ambientescorrosivos.Los parmetros a calcular para determinar la corrosin esperada y los materialesue se recomiendan para los diferentes ambientes.F$ .resin parcial del ,-%.Lapresinparcial decidosulfhdricoesobtenidaconla!cuacin-.F3. Lapresinenel empacador # .Emp $ escalculadaconla!cuacin-.FF, estapresin puede ser fcilmente obtenida con los ingenieros de produccin. La 5iguraF;muestraesuemticamentecomoobtener lapresinalaprofundidaddelempacador, lacual esfuncindelapresindefondofluyendo# .wf$, lasperdidas por friccin # .f$ entre el fluido producido y la tubera de e&plotacin y dela densidad de los fluidos producidos # .g$.31F1,:34 .. P3-/1B+ 4 .4 4.0:34 9-. -8=4>4923-$ .resin parcial del )P-.Lapresinparcial del *i&idodecarbonosedeterminaconla!cuacin-.F-empleandoel procedimientopreviamentee&plicadoparaladeterminacindelapresin en el empacador.D$ %alinidad del agua de formacin.)orrosin es un proceso electroumico, por tanto la salinidad del agua deformacin (uega un papel importante en este proceso. !n soluciones de )loruro de%odio, la conductividad elctrica es mayor ue en soluciones libres de cloruros,por tanto la probabilidad de corrosin incrementa.L$ p, del agua de formacin.!l p, del agua de formacin es un factor esencial en el desarrollo de la corrosin,hasidodemostradouelapresinparcial del ,-%ylaconcentracindel Jonhidrgeno influencian en la cantidad del hidrgeno atmico ue entra en el acero.329na vez ue se tienen las presiones parciales, se puede emplear la /abla F paradeterminar si la corrosin esperada ser alta, media simplemente no sepresentara.CUADRO .H. D-0-381+4>1B+ 9- .4 >2332/1B+-/=-3494.. C2+91>12+-/ 9-. =2J2.4O D1A8-032 1+0-3123 9- .4 T.R@O F.:192 9- 0-381+4>1B+>O D-/E14>1B+ C /-E-31949a$ *imetro interior de la /.H.*urante el proceso de perforacin y terminacin, e&isten diferentes productos ueestnencontactoconlatuberaderevestimiento, loscualespuedenalterareldimetrointeriorypuedeimpedirueel empacador ba(ecausarsuancla(e.!stos materiales pueden ser slidos del lodo, cemento, etc. .or lo cual serecomienda efectuar unvia(e conescariador previoa lacorrida delempacador.+dems setieneueconsiderar los dimetros interiores de las tuberas derevestimientoueseencuentranarribadel revestimientodondeseanclaraelempacador.33b$ 5luido de terminacin.%e tiene ue considerar el tipo de fluido tanto de terminacin como empacador. %iel fluidoes unlodo deperforacin,losslidostenderna precipitarsesobreelempacador, lo cual en la mayora de los casos produce el atrapamiento de este..or otro lado, si el fluido es una salmuera ue contenga cloruros, bromuros etc.,deber e&istir compatibilidad entre esta y los elastmeros del empacador.c$ *esviacin y severidad.La desviacin y severidad de un pozo son factores importantes a considerar paraseleccionar y correr el empacador. !n pozos con severidades muy altas patas deperrosetieneueconsiderar lalongituddel ensamble, estoeslolargodelempacador y sus accesorios #soltador, empacador, e&tensiones pulidas, niples deasiento, etc.$.9n parmetro importante a contemplar durante la seleccin del empacador es elprocedimiento para correrlo y anclarlo. + continuacin se presentan las tcnicasmas comunes para realizar esta operacin.#. P32>-9181-+02 =434 >233-3.2 C 4+>.43.2.4O T:@-3L4 9- =-3F234>1B+@O C4@.-NLL+-4>O T:@-3L4 F.-K1@.-9O I+0-,34.!lprocedimiento para correr y anclar un empacador es un factor crtico para el&ito de la operacin. .or lo tanto se recomienda analizar las diferentes opciones yseleccionar la ue tanto tcnica como econmicamente sea la ms adecuada.)abe mencionar ue el tiempo en realizar la operacin es bsica en la toma dedecisin.Ptro factor es la e&actitud a la profundidad deseada, lo cual es com0n cuando setienen dos intervalos muy cercanos, en estos casos lo ms conveniente es correrlocon cable.Ptro aspecto a considerar para la seleccin de esta herramienta son lasintervenciones futuras a realizar. + continuacin se comenta lo relevante de esteparmetro.3412+-/ F:0:34/.4O R-=434>12+-/ 84C23-/@O R-=434>12+-/ 8-+23-/>O I+0-3E-+>12+-/ /1+ -M:1=2!lhecho de conocer si e&istir una intervencin futura no, es importante paraconsiderar si se selecciona un empacador permanente recuperable. !n pozos dealtapresindondeescasi unhechouenoserealizarnintervencionesdemolienda en lo futuro se recomienda un empacador permanente. *e lo contrarioenpozosconaltaprobabilidaddemolerelempacador,lomsadecuado seracorrer y anclar un empacador recuperable, pues sera ms sencillo y econmicorecuperar el empacador ue su molienda y pesca.$. S-.->>1B+ 9-. -8=4>4923 4 =43013 9- .4 -+E2.E-+0- 9- 9-/-8=-;2.*espusdehaber consideradolascondicionesdeoperacin, condicionesdelpozo, el procedimiento de para correr y anclar el empacador y las intervencionesfuturas, la seleccin final debe realizarse empleando la envolvente de desempeode los empacadores candidatos. %e debe solicitar a las compaas de servicio lasenvolventes de los empacadores a emplear, con el ob(eto de realizar el anlisis decargas combinadas a las operaciones programadas probables a efectuar#inducciones,pruebas deadmisin, estimulaciones, fracturamientos$ y compararlos resultados con la envolvente de diseo para mantenerse en todo momento enel readeoperacinsegura, el empacadorasolicitarserel maseconmico,siempre y cuando cumpla con las condiciones de operacin. La 5igura FC muestraele(emplo de una envolvente de desempeo y las cargas a ue es sometido elempacadortantoenlainduccin, as comoenlavidaproductivadel pozo. %epuede observar ue los esfuerzos a ue est sometido pueden ser tolerados por elempacador. /ambin se percibe ue un empacador de 2,333 psi el cual sera mseconmico pudiese tolerar los esfuerzos generados.35F1,:34 .#. C28=230481-+02 9- .2/ -/F:-3J2/ /2@3- -. -8=4>4923.(.CALCULOS Y EJERCICIOS SOBRE EL PACKERS.&.". CA.>:.2 9- >43,4/ M:- 4>0P4+ /2@3- -. =4>?-3)uando el packer esta anclado, act0an sobre l, las siguientespresiones de traba(o'.F.resin de fondo de pozo de aba(o hacia arriba. #Q$ .-.resin hidrosttica del fluido de terminacin en el espacio anular ue e(erce de arriba hacia aba(o. #"$ I#/b$.eso de la tubera ue act0a sobre el packer de arriba hacia aba(o. #"$ Luegolascargastotalesalaueestsometidael packeranclado se calcula con la siguiente ecuacin'36F1, .?-3/*onde'.F ' .resin de formacin desde fondo de pozo a la base del packer en psi..- ' .resin hidrosttica del fluido en el espacio anular en psi.I/b ' .eso de la tubera ue act0a sobre ekl packer.+ic ' +rea interna de la caera en plg-.+i/b ' +rea interna del tubing en plg-.+e/b ' +rea e&terna del tubing en plg-.EJEMPLO "%.!n un pozo de ;-33 pies de profundidad el packer esta anclado a ;333pies de profundidad, calcular las cargas ue act0an sobre el packer para los siguientesdatos de pozo.1radiente de fluido de terminacin en !+ R 3.;3 psiBpie.F presin 5p R -C33 psi.eso de la tubera R D.-2 lbBpieClc&los" .eso total de la tubera R D.-2 lbBpie S ;333 pie R F