tesis Perforacion-Petrolera
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Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
Contenido
Glosario...................................................................................................................5
Introducción..........................................................................................................16
Objetivo.................................................................................................................17
Capítulo 1 Áreas...................................................................................................18
1.1 Área de un rectángulo............................................................................................18
1.2 Área de un cuadrado..............................................................................................18
1.3 Área de un círculo...................................................................................................19
1.4 Área transversal (corona circular) de un tubería nueva.....................................19
1.5 Área transversal (corona circular) de un tubería Premium................................20
Capitulo 2 Volúmenes..........................................................................................21
2.1 Volumen total de una presa...................................................................................21
2.2 Volumen de un fluido en una presa......................................................................21
2.3 Volumen por centímetro (factor de una presa)....................................................22
2.4 Volumen de un cilindro circular recto horizontal................................................22
2.5 Volumen de un cilindro circular recto horizontal parcialmente lleno................23
2.6 Volumen de un cuerpo elíptico..............................................................................23
2.7 Capacidad interior de un cilindro circular recto..................................................24
2.8 Capacidad interior en una longitud.......................................................................24
2.9 Volumen en espacio anular....................................................................................25
2.10 Volumen anular en una longitud........................................................................26
2.11 Volumen de un pozo en litros..............................................................................26
2.12 Incremento de volumen si conocemos el peso total del material agregado para Densificar un fluido en toneladas......................................................................27
Capítulo 3 Hidráulica............................................................................................28
3.1 Gasto por una embolada de una bomba triple de simple acción en litros......28
3.2 Gasto por una embolada de una bomba triple de simple acción de en galones........................................................................................................................................28
3.3 Gasto por número de emboladas en una bomba triple de simple acción en Litros o Galones x minuto............................................................................................28
3.4 Tiempo de llenado de una presa, la sarta o el pozo en minutos........................29
3.5 Tiempo de atraso en minutos...............................................................................29
3.6 Ciclo completo en minutos....................................................................................30
3.7 Número de emboladas para llenar la sarta...........................................................30
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Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
3.8 Número de emboladas para llenar el pozo..........................................................30
3.9 Gasto mínimo, optimo y máximo de una barrena triconica (empírica).............31
3.10 Velocidad anular (va) en pie /min).......................................................................32
3.11 Velocidad anular óptima (vao) en pie/min..........................................................32
3.12 Tiempo de atraso utilizando la velocidad anular...............................................33
3.13 Índice de energía hidráulica (índice de limpieza)..............................................33
3.14 Caída de presión en las toberas..........................................................................34
3.15 Caída de presión en el interior de la sarta y espacio anular en flujo laminar (Preston Imoore)...........................................................................................................34
3.16 Caídas de presión en el espacio anular..............................................................36
3.17 Caída de presión en el interior de la sarta y espacio anular en flujo laminar (comprimida).................................................................................................................37
3.18 Velocidad de chorro..............................................................................................40
3.19 Fuerza de impacto hidráulico en libras...............................................................40
Capitulo 4 Densidades.........................................................................................41
4.1 Densidad de un fluido en gr/cm3..........................................................................41
4.2 Densidad de lodo equivalente en gr./cm³ ( prueba de goteo).............................41
4.3 Gradiente en kg x cm2 x metros.............................................................................41
4.4 Densidad del fluido conociendo la Presión hidrostática y la profundidad.......42
4.5 Densidad equivalente de circulación (empírica)..................................................42
4.6 Densidad de equilibrio............................................................................................43
4.7 Densidad de control................................................................................................44
4.8 Peso total del material agregado para densificar un fluido en toneladas.........45
4.9 Cantidad de agua o aceite para disminuir la densidad de un fluido de perforación....................................................................................................................45
Capítulo 5 Presiones............................................................................................47
5.1 Presión en kg xcm2.................................................................................................47
5.2 Gradiente de presión en kg x cm2.........................................................................47
5.3 Profundidad del pozo conociendo la Presión hidrostática y la densidad........48
5.4 Presión hidrostática en sistema métrico e ingles................................................48
5.5 Presión de formación.............................................................................................49
5.6 Presión reducida de circulación............................................................................49
5.7 Presión máxima permisible en superficie............................................................50
5.8 Presión de formación.............................................................................................50
Capítulo 6 Sarta de perforación..........................................................................51
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Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
6.1 Troqué que registra el dinamómetro utilizando las llaves de fuerza.................51
6.2 Peso de una herramienta tubular (Drill Collar) en lb/pie.....................................51
6.3 Peso ajustado de una tubería de perforación......................................................51
6.4 Peso de la sarta en el aire......................................................................................52
6.5 Factor de flotación..................................................................................................52
6.6 Peso de la sarta flotado.........................................................................................53
6.7 Espesor de pared en tubería de perforación........................................................53
6.8 Resistencia a la tensión de una tubería de perforación nueva al 90 %.............53
6.9 Desplazamiento conociendo el peso de la sarta en kg/m (volumen que desaloja una tubería)....................................................................................................54
6.10 Desplazamiento por metro conociendo el peso nominal en lb/pie (volumen que desaloja x metro)...................................................................................................54
6.11 Número de lindadas por sacar para llenar el pozo............................................54
6.12 Longitud de los Drill collar y número de Drill collar..........................................55
6.13 Punto neutro con un solo diámetro de Drill Collar y con diámetros de Drill Collar combinados........................................................................................................57
6.14 Longitudes de las tuberías en todos lo grado si queremos tener cierto margen de jalón.............................................................................................................58
6.15 Longitud de los dril collar en un pozo direccional............................................59
6.16 Peso real que recibe la barrena en un pozo direccional...................................60
6.17 Peso que debe marca el indicador si requerimos un peso sobre la barrena en un pozo direccional.................................................................................................60
Capítulo 7 Cables de perforación.......................................................................61
7.1 Carga máxima utilizando un cable para perforación tipo boa de 6 x 19 torcido regular derecho.............................................................................................................61
7.2 Número de líneas necesarias para soportar x peso (es decir a cuantas líneas se debe guarnir el block)..............................................................................................61
7.3 Factor de seguridad utilizado en un cable...........................................................62
7.4 Longitud del cable en metros...............................................................................62
7.5 Peso del cable de perforación...............................................................................63
7.6 Toneladas kilómetros en viaje redondo calculando ´´C´´...................................64
Capítulo 8 Pozos direccionales...........................................................................67
8.1 Profundidad vertical verdadera (P.V.V.) en un pozo direccional.......................67
8.2 Desplazamiento en un pozo direccional...............................................................67
Capítulo 9 Desconexión seca..............................................................................68
9.1 Altura de un bache..................................................................................................68
9.2 Volumen de un bache.............................................................................................68
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Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
9.3 Densidad de un bache............................................................................................69
Capitulo 10 Cementaciones.................................................................................70
10.1 Cálculos a realizar para realizar tapón por circulación (TxC)..........................70
Conclusiones........................................................................................................89
Bibliografía............................................................................................................90
Índice de tablas
Tabla 1 Porcentaje de la presión de bombeo según el diámetro de la barrena......................43Tabla 2 Volúmenes del pozo.................................................................................................72Tabla 3 Tabla de características del cable tipo boa serie 6 x 19 en diferentes diámetros con torcido regular derecho con una longitud de 1,500 metros...................................................72Tabla 4 Tabla de factor de flotación.....................................................................................73Tabla 5 Tabla de características de barrenas ticónicas..........................................................73Tabla 6 Tabla de conversión de fracción de pulgada a decimal..........................................74Tabla 7 Especificaciones de los lastra barrenas (Drill Collar)..............................................74Tabla 8 Tabla de cálculos de algunos factores......................................................................75Tabla 9 Margen de jalón cuando se encuentra la sarta armada (tabla).................................75Tabla 10 Área de 1,2 o 3 toberas en 32 avos. (Tabla)...........................................................76Tabla 11 Tuberías utilizadas por perforación PEMEX.........................................................76
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Glosario
Área: Es la medida de todo espacio o extensión ocupada por una superficie.
Barrenas: Es la herramienta de corte localizada en el extremo inferior de la sarta de
perforación utilizada para corta o triturar la formación durante la perforación rotatoria
Bomba de Lodo: Elemento principal del sistema circulatorio del fluido de perforación y/o
de control de pozos, la bomba esta seccionada en dos partes: hidráulica y mecánica.
Bomba Koomey: Es la herramienta que provee la potencia hidráulica suficiente y confiable
para operar el conjunto de preventores y válvulas hidráulicas.
Partes principales de la bomba koomey:
1.- Bomba hidroeléctrica: (fluido y corriente eléctrica) arranca a 2700 psi y para a 3000
psi y funciona como una bomba triple y un motor eléctrico que puede ser de 10, 15 o 20 hp.
1.1. Como se verificar el buen funcionamiento de la bomba hidroeléctrica
1.1.1.-Cerrando el paso de aire de la bomba. Hidroneumática
1.1.2.-Abrir la válvula # 29 para desfogar la presión del múltiple (deberá accionar a 2700
psi y parar 3000 psi).
2.- Bomba hidroneumática: (fluido y aire) arranca 2700 psi y para a 2900 psi, 1psi de aire
la pude convertir a 60 psi de presión, por cada seis minutos una gota de aceite para lubricar
el pistón.
2.1.-) Como verificar el buen funcionamiento de la bomba hidroneumático
2.1.1.- Poner en apagado (off) la bomba hidroeléctrica
2.1.2.- Abrir la válvula # 29 para desfogar la presión del múltiple (deberá accionar a 2700
psi y parar 2900 psi).
3.- Válvulas Ram-lock: 3 pasos (abierto, cerrado y neutral) 4 vías (succión, descarga,
abierta y cerrado), cada una está asignada para un solo preventor o válvula hidráulica
4.- Manómetro del múltiple: rango de operación de 0 a 10000 psi pero lo debemos
mantener en 1500 psi
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Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
5.- Manómetro de acumulador: rango de operación de 0 a 6000 psi y lo debemos mantener
en 3000 psi
6.- Manómetro de esférico anular: rango de operación de 0 a 3000 y lo debemos mantener
de acuerdo a la marca el preventor (camerón 1500 psi, hydrill 1200).
7.- Banco de acumuladores: la precarga debe ser de 1000 psi a 1100 psi con N2 y cada
botella tiene una cámara de neopreno la capacidad de cada botella es de 10 galones de
aceite, 5 útiles y 5 de reserva
7.1.-) Como verificar la precarga del banco de acumuladores:
7.1.1.-Cerrar el paso de aire de la bomba hidroneumática
7.1.2.- Aislar la bomba hidroeléctrica (off)
7.1.3. Abrir válvula # 29 para desfogar la presión del múltiple (aquí la aguja del
manómetro del acumulador bajara lentamente hasta donde este la precarga y al llegar a la
precarga bajara súbitamente a cero)
7.1.4. Accionar la bomba hidroeléctrica
8.-Tanque de almacenamiento: debe contener fluido (aceite mh-150 o mh-220), al estar
desconectada la koomey esta debe tener ¾ de llenado y una vez conectado los preventores,
y válvulas hidráulicas esta trabajara en un ciclo repetitivo deberá tener 1/3 de llenado para
un buen funcionamiento; tiene dos tapones frontales y dos laterales.
9.-Control remoto de la bomba koomey: está instalado en el piso rotaria y es un dispositivo
capaz de abrir o cerrar los preventores y válvulas hidráulicas
9.1.-) Como verificar el funcionamiento del control remoto
9.1.1.-Aislar las dos bombas (hidroeléctrica e hidroneumática)
9.1.2.- Cerrar la válvula # 19 para aislar la bomba hidroeléctrica y el banco de
acumuladores cerrar válvula # 2
9.1.3.-Poner en neutral las válvulas Ram-lock
9.1.4.-Abrir la válvula # 29 para desfogar la presión en el múltiple
9.1.5.-Accionar las válvulas Ram-lock una por una en el control remoto y verificar en la
koomey su funcionamiento
9.1.6.-Restablecer la presión en el múltiple
9.1.7.-Abrir el paso de aire a una sola bomba hidroneumática
9.1.8.-Abrir las válvulas # 19 y # 2
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Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
9.1.9.- Verificar que las válvulas Ram-lock está en posición de abrir
Caídas de Presión: Son las presiones de cada intervalo de TP y anular que sumadas es la
presión de trabajo la cual se refleja en el manómetro del stand pipe.
Carrete de Control: Es el medio por el cual se efectúa la circulación en un control de
pozos.
Carrete Espaciador: Se utiliza para dar una altura adecuada al preventor es decir fuera del
contrapozo.
Ciclo Completo: Es el tiempo que tarda en llegar el fluido desde la boca del pozo pasando
por el interior de la sarta, espacio anular a superficie.
Corona Circular: Es el área comprendida entre dos circunferencias concéntricas
Densidad: Es la masa de un material con relación al volumen que ocupa se mide en gr/cm 3
o lb/gal
Densidad equivalente de circulación: Es la presión necesaria para hacer circular los
fluidos del espacio anular convertida a densidad.
Desgacificador de Vacío: Este accesorio está instalado en la presa de asentamiento de tal
manera que pueda eliminar el gas del lodo contaminado. Para evitar que el lodo con gas
circule nuevamente al interior del pozo.
Dinamómetro: Indicador de apriete cuyos valores están dados en unidades de fuerza (lb ó
kg), pude ser instalado en cualquier tipo de llave de fuerza mecánica sin importar la
longitud del brazo de palanca de la misma; solo se tendrá que hacer una operación
matemática de dividir el apriete en tablas entre el brazo de palanca de la llave.
Drill Collar: Son elementos tubulares utilizados para auxiliar a la tubería de perforación a
darle peso a la barrena durante las operaciones de perforación
Drift:Es el máximo diámetro de paso de un tubo o sea el diámetro máximo de la
herramienta que se puede correr dentro de ese tubo y debe ser ⅛ menor que el diámetro
de la junta.
Ensamble de Estrangulación: Es la herramienta que sirve para facilitar la circulación
desde el conjunto de preventores; bajo una presión controlada. Al efectuarse un control a
presión de fondo constante en caso de un brote, así como dirigir el fluido a un lugar
especifico, (siempre de estar alineado al separador gas- lodo), debe de ser instalado 37 m. A
partir del centro del pozo.
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Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
Esfuerzos a Considerar para Diseñar TP: Tensión, Torsión. Presión interna, Colapso,
Compresión, Esfuerzo Axiales.
Se rigen por las normas A.P.I. (instituto americano del petróleo); y deben cumplir con las
siguientes características: Grado, Medida, Espesor De Pared, Peso, Rango, Clase
Espesor de Pared: Se refiere al espesor de pared de la tubería siendo diferente para cada
peso, a menor espesor de pared menor peso y viceversa.
Estrangulador (choke): Es un elemento que controla el caudal de circulación de los
fluidos. Al restringir el paso del fluido con un orificio, se genera una contrapresión o
fricción extra en el sistema, lo que provee un método de control del caudal de flujo y de la
presión del pozo. Existen tres tipos. (Estranguladores ajustables, estrangulador ajustable
hidráulico y estrangulador variable hidráulico).
Fluidos de Perforación: Consiste en una mezcla de sólidos y líquidos con propiedades
físicas y químicas determinadas que cumplen con las siguientes funciones.
Ejercer una presión hidrostática (Ph) que debe ser igual o ligeramente mayor parar
contrarrestar la presión de formación.
Acarreo de recorte a la superficie.
Suspensión de recorte al detener la circulación.
Enfriamiento y lubricación de la barrena.
Formación de enjarre para evitar derrumbes.
Proporcionar información a través del LWD (toma registros) y MWD (toma rumbo y
ángulo de desvió).
Clasificación de los Fluidos:
Fluido Base Agua.
Fluido Base Aceite.
Fluido Sintético con Polímeros.
Fluidos Airados o Espumados.
Funciones de la Tubería de Revestimiento (TR):
Evitar derrumbes y concavidades.
Prevenir la contaminación de los acuíferos.
Confiar la producción del intervalo seleccionado.
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Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
Dar soporte para la instalación del equipo de control superficial.
Facilitar la instalación del equipo de terminación así como los sistemas artificiales de
producción.
Esfuerzos que deben Soportar la TR:
Presión externa (colapso).
Presión interna (estallamiento)-
Cargas axiales y cargas longitudinales (tensión y comprensión).
Las TR se clasifican en:
Conductora (hasta 250 m).
Superficial (hasta 1000 m).
Intermedia (hasta 4500 m).
Explotación (hasta 7000 m tipo liner con traslapes de 150 a 200 m).
Geología: Es la ciencia que estudia la tierra y su evolución.
Grado de Tubería: Es el esfuerzo mínimo del acero a la Cedencia ó fluencia que en forma
indirecta proporciona la resistencia de una tubería su unidad se da en lb/plg.
Juntas: Es la unión del copleé con el piñón (piñón=macho, copleé=hembra).
Las líneas de control superficie se dividen:
De Estrangular Primaria (Carrete de Control – Ensamble).
De Estrangular Secundaria (Cabezal – Ensamble).
De Matar Primaria (Ensamble – Carrete De Control).
De Matar Secundaria (Ensamble – Cabezal).
Las tuberías que se deben utilizar son multi van de 3 ½ de 12.7 lb/pie; L-80 y N-80 por su
alta resistencia a la presión interna.
Llaves de Fuerza:
1) Súper C Rango de Torque 35 000 lb/pie Rango de Agarre 2 3/8 A 10 ¾
2) Súper B Rango de Torque 55 000 lb/pie Rango de Agarre 3 1/2 A 13 3/8
3) Súper Sdd Rango de Torque 100 000 lb/pie Rango de Agarre 4 A 17
Martillo: Es una herramienta de percusión que nos sirve para golpear en un atrapamiento o
pegadura de la sarta de perforación y se coloca entre los Drill collar y Heavy Weight.
Molinos: Son herramientas de una sola pieza hecha de aleación de acero y una conexión
piñón en la parte superior y sirve para moler pedazo de fierro que se dejo dentro del pozo.
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Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
Origen del Petróleo: Teoría inorgánica y teoría orgánica.
Teoría inorgánica: sostiene que el aceite se formo por procesos volcánicos y químicos en
la profundidad de la corteza terrestre, desplazándose, y posteriormente a través de la rocas
porosas hasta acumularse en trampas naturales.
Teoría orgánicas: Es la más aceptada por los científicos, esta afirma que el carbón e
hidrogeno que forman el petróleo, provienen de restos de plantas y animales acumulados a
través del tiempo geológico. A medida que se acomodaron los sedimentos la acción de las
bacterias junto con las condiciones de presión y temperatura dieron lugar a la formación de
los hidrocarburos.
Peso Ajustado: Es el peso del tubo incluyendo la caja y el piñón.
Peso Nominal: Es el peso del tubo en la parte lisa sus unidades son lb/pie.
Presión: Es la fuerza ejercida perpendicularmente sobre un área y puede ser ejercida por el
peso de un sólido o por una columna de fluido.
Presión de Formación: Es la presión de los fluidos contenido en los espacios porosos de la
roca y se clasifican:
Presiones normales: Los pozos con estas presiones no crean problemas y se pueden
controlar con densidades de 1 a 1.07 gr/cm3.
Presiones anormales: Son mayores que la Ph de los fluidos de formación y se pueden
controlar con densidades de 1.07 a 2.42 gr/cm3.
Presiones subnormales: cuando son menores a la normal es decir a la Ph de la columna de
fluidos de formación y se pueden controlar con densidades menores de 1.
Presión de Fractura: Es la fuerza por unidad de área necesaria para vencer la presión de
formación y la resistencia de la roca, la cual puede originar una falla mecánica que se
presente con la pérdida del fluido hacia la fractura o hacia la formación.
Presión de Sobrecarga: Es la presión ejercida por el peso combinado de la matriz de la
roca y los fluidos contenidos en los espacios porosos de la misma sobre las formaciones
subyacentes.
Presión de Fondo: Cuando se perfora un pozo la presión del fluido de perforación se
ejerce sobre los costados del pozo y la mayor Ph se presenta en el fondo el agujero, sin
embargo la presión al circular el lodo por el espacio anular también actúa sobre las paredes
del agujero. Esta presión debido a las perdidas por fricción pocas veces excede los 14
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Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
kg/cm, pero en otras ocasiones adicionales se originan por la contrapresión del lodo del
espacio anular o por el movimiento de tubería causada por sondeo o pistoneo, por lo que la
presión total del fondo de un pozo de acuerdo al evento puede llegar a ser la suma de los
cuatro conceptos siguientes:
Presión de fondo= Ph + (Pctp ó Pctr)+fricción + /- pistoneo o sondeo.
Presión Hidrostática: Es la fuerza ejercida por el peso de una columna de fluido sobre un
área se dice que debe ser mayor o igual a la presión de formación.
Preventor Anular: Es un preventor que como características puede cerrar en cualquier
medida o de geometría de la herramienta que se esté utilizando.
Preventor Doble: En la parte superior se utilizan arietes de TP fijos o variables, en la parte
inferior van arietes ciegos o ciegos de corte.
Preventor Sencillo de Ariete: Es el medio por el cual podemos cerrar el espacio anular en
caso de un brote. (Para la TP de mayor diámetro y son de tipo u).
Principio de Arquímedes: Es la ley física que establece que cuando un objeto se sumerge
total o parcialmente en un liquido este experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del
liquido desalojado, el concepto clave de este principio es el empuje que es la fuerza que
actúa hacia arriba reduciendo el peso aparente del objeto, cuando este se encuentra dentro
del fluido.
Prueba de Goteo: Se realiza con la finalidad de proporcionar con precisión el gradiente de
fractura de la formación y así definir la máxima presión permisible en el pozo cuando
ocurre un brote, determinar la densidad máxima del fluido de control a usarse en esa etapa,
así como el asentamiento subsecuentes de las tuberías de revestimiento, la razón
fundamental de esta prueba es encontrar la presión a la cual la formación inicia a admitir
fluido de control sin provocar fracturamiento de la formación.
Punto Neutro: Es la parte de la sarta en la que no hay tensión ni compresión y se
recomienda que deba estar en los Drill collar.
Registros Eléctricos: Para determinar algunas características de la formación el subsuelo
es necesario llevar a cabo la toma de registros. Para esto se utiliza una unidad móvil (o
estacionaria en costa fuera) que contienen un sistema computarizado par la obtención y
procesamiento de datos. También cuenta con el envió de potencia y señales de comando
(instrucciones) a un equipo que se baja al fondo por medio de un cable electromecánico. El
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Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
registro se obtiene al hacer pasar los sensores de la sonda enfrente de la formación,
moviendo la herramienta lentamente con el cable.
Dentro de los objetivos de los registros eléctricos podemos mencionar:
Determinación de las características de la formación:
1.- Porosidad, saturación de agua, hidrocarburos, densidad.
2.- Delimitación (cambios) de litología.
3.- Desviación y rumbo del agujero.
4.- Medición del diámetro del agujero.
5.- Dirección del echado de formación.
6.- Evaluación de la cementación.
7.- Condiciones mecánicas de la TR.
Registros en agujero descubierto:
1.- Inducción.
2.- Doble laterolog.
Tipos de herramientas:
El equipo de fondo consta básicamente de la sonda. Este es el elemento los sensores y el
cartucho electrónico. Las sondas se clasifican en función de su fuente de medida en:
Resistivas (fuente: corriente eléctrica).
Registro de inducción.
Registro de doble inducción.
Registro de doble laterolog.
Registro micro esférico.
Registro de medición de hechados.
Registro de micro imágenes resistivas.
Deformación.
Porosidad (fuente: capsula radiactivas).
Registro Neutrón-Compensado.
Registro Litodensidad Compensada.
Registro Espectrocopias de Rayos.
Gamma.
Registro Rayos Gamma Naturales.
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Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
Sónicas (fuente: emisor de sonido).
Registro sónico de porosidad.
Registro sónico dipolar de imágenes.
Registro imágenes ultrasónicas.
Sarta de Perforación: Es una columna de herramientas tubulares de diferentes diámetros y
longitudes con conexiones roscadas y enlazadas entre si, por medio de estas, que se
conectan a un diseño previamente calculado; y se van agregando a medida que se avanza en
la perforación, hasta alcanzar la profundidad programada para explotar el yacimiento.
Separado Gas-Lodo: Los separadores gas-lodo son por lo general la primera línea de
defensa contra el gas en el lugar del equipo. Es un recipiente simple con aberturas
conectado al ensamble de estrangulación justo antes de la entrada de fluido a la presa.
Sistemas que Componen un Equipo:
Sistema de Potencia.
Sistema Hidráulico.
Sistema de Izaje.
Sistema Estructural.
Sistema de Comunicación.
Sistema de Conexiones Superficiales.
Tiempo de atraso: Es el tiempo que tarda en llegar el fluido de la punta de barrena a
superficie en el espacio anular.
Tipos de Cabezales:
Primario.
Roscable.
Soldable.
Bridado.
Acuñado.
Carrete Cabezal.
Cabezal de Producción.
Tipos de Empujes: Son tres empuje volumétrico, empuje hidráulico y empuje mixto.
Tipos de Rocas: Son tres rocas ígneas, rocas sedimentarias y rocas metamórficas.
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Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
Rocas ígneas: Por el enfriamiento de la tierra, la materia en estado de fusión dio el origen
a estas rocas.
Rocas sedimentarias: son aquellas formadas a partir de fragmentos o material clástico,
compuesta por partículas de minerales o de otras rocas que ya existían previamente.
Rocas metamórficas: son rocas que reaccionan por influencia de presión tracción por
movimientos telúricos y elevadas temperaturas con cambios en su estructura y composición
mineral con lo cual llegan a transformarse en nuevo tipos de rocas.
Tipos de Trampa:
Trampas Estructurales.
Trampa Por Falla.
Trampas Anticlinales.
Trampa de Domo.
Salino.
Trampas estratigráficas.
Trampa de cuña.
Trampa de cuña por Cambio de Porosidad.
Torque: Es la medida del apriete aplicado a la unión de una junta de herramientas
tubulares al momento de enroscarse.
Torquimetro: Es la herramienta que nos sirve para indicarnos el apriete de una tubería y
que solo puede ser instalado en la llave que traiga especificada en la caratula, en el se le
debe dar el apriete que trae las tablas.
Tubería de Perforación: Es un tubo hueco de acero con una geometría definida por el
diámetro y el espesor del cuerpo que lo conforma, proporciona el medio para circular el
fluido de control y transmitir la potencia hidráulica de la barrena; la diferencia entre una y
otra es:
Su construcción.
Su grado de acero.
Su longitud.
Su conexión ó junta.
Tubería Extra Pesada (Heavy Weight): Se utiliza como auxiliar entre la tubería de
perforación y los Drill collar con esto se evita la fatiga de los tubos durante la perforación.
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Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
Válvula de Seguridad de la Bomba de Lodos: Se utiliza para descargar cualquier
represionamiento de la bomba y se calibra 10% arriba de la presión de operación máxima
permisible de la camisa.
Viscosidad: Es el tiempo que tarda un litro en fluir en segundos march y se mide con un
embudo march.
Yacimiento: Es una roca porosa, permeable que puede almacenar hidrocarburos, agua
salada y en ocasiones agua dulce (la etapa productora se encuentra en la caliza)
Clasificación de yacimientos:
1.- Por el tipo de empuje.
2.- Por el tipo de roca almacenadora.
3.- Por el tipo de trampa estratigráfica.
4.- Por el tipo de fluidos almacenados.
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Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
Introducción
Este formulario tiene la finalidad de dar una herramienta para apoyar las actividades en la
industria petrolera, en los aspectos de la ingeniería civil, en específico en las ramas de
perforación de pozos, reparación y terminación para su entrega a producción; el formulario
está redactado de una forma que sea entendido por las diferentes personas involucradas en
las operaciones en el campo y oficina.
La presentación de las fórmulas, tablas y conceptos contenida en este formulario, es el
resultado de condensar y reunir material de diferentes autores, de la experiencia del autor y
de su evaluación por los usuarios.
En la perforación de pozos petroleros, es necesario analizar los problemas de una manera
lógica y sencilla para aplicar una solución con pocos principios básicos pero bien definidos
y resolver problemas que se presenten en forma rápida y precisa. El enfoque principal de
este trabajo consiste en dar aplicaciones prácticas y dar a conocer los conceptos de la
perforación más relevantes.
Se podría criticar que algunas de las fórmulas de este compendio son muy sencillas, como
en el capítulo 1 y capítulo 2, pero recordemos que el manual es para ponerlo en práctica en
el campo con personal que no tiene los estudios o que estudió hace mucho tiempo y no
volvió a repasar las fórmulas más elementales de la geometría.
En el capítulo 3 se ven las fórmulas empleadas sobre los fluidos de perforación que se
utilizan en los pozos, así como velocidades, gastos y presiones de dichos fluidos.
En el capítulo 4 las densidades, en el cinco las presiones usadas y el seis se especializa en la
sarta de perforación. El capítulo siete atiende el cable de perforación, el ocho los pozos
direccionales y el nueve la desconexión seca. Por último el capítulo diez las cementaciones.
Al término se llegan las conclusiones de la aplicación de este manual en la vida profesional.
16
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
Objetivo
Dar a conocer de forma explícita a todos los sujetos involucrados con la perforación,
reparación y mantenimiento de pozos petroleros, las Fórmulas y Conceptos para el
desarrollo de sus actividades diarias.
Dado que la mayoría de los trabajadores del campo obtienen sus conocimientos de forma
empírica a través del tiempo; se puede decir que dicho formulario es una herramienta de
apoyo para mejorar y concienciar de manera clara y sencilla a cada uno de ellos.
17
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
Capítulo 1 Áreas
1.1 Área de un rectángulo
Fórmula:
A= (L) (H)
Donde:
A= Área en (m2, cm2, plg2)
L= Largo
H= Altura
Ejemplo:
Calcular el área de un rectángulo que
tiene las siguientes medidas largo= 6 m,
ancho= 3 m
Sustituyendo los valores en la fórmula
A= (6 m) (3 m)
A = 18 m2
1.2 Área de un cuadrado
Fórmula:
A= (L) (L)
Donde:
A= Área en (m2, cm2, plg2)
L= Lado
Ejemplo:
Calcular el área de un cuadrado que tiene
una longitud = 5 m.
Sustituyendo los valores en la fórmula
A= (5 m) (5 m)
A = 25 m2
18
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
1.3 Área de un círculo
Fórmula:
A=( ( PI ) ( D2 )4 )
A= (0.7854) (D2) Comprimida
D= 12 plg.
Donde:
A= Área en (m2, cm2, plg2)
PI= 3.1416
D= Diámetro
4 = Constante
0.7854 = Constante
Ejemplo:
Calcular el área de un circulo cuyo
diámetro = 12 plg.
Sustituyendo valores en la fórmula
A=( (3 .1416 ) (122)4 )
A = 113 plg2
Nota: Se pueden utilizar las dos fórmulas
1.4 Área transversal (corona
circular) de un tubería nueva
Fórmula:
A=(PI4 ) ( D2−d2)
A=(0 .7854 ) ( D2−d2)Donde:
A= Área en (m2, cm2, plg2)
PI = 3.1416
4 = Constante
D = Diámetro exterior de la TP, TR o DC
d=Diámetro interior de la TP, TR o DC
Ejemplo:
Calcular el área transversal de una corona
circular de una tubería nueva que tiene los
siguiente diámetros D= 5 plg. d = 4.276
plg.
Sustituyendo los valores en la fórmula
A=( 3 .14164 )( 52− 4 .2162)
A = 5.27 plg2
Nota: Se pueden utilizar las dos fórmulas
19
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
1.5 Área transversal (corona
circular) de un tubería Premium
Fórmula:
Corona Circular.
A=(PI4 ) [ (80%D2+20%d2)−( d2) ]
A=(0 .7854 ) [ (80 %D2+20 %d2)−(d2 ) ]Donde:
A=Área corona circular en (m2, cm2,
plg2)
PI = 3.1416
4 = Constante
D = Diámetro exterior de la TP, TR o
Drill Collar
d = Diámetro interior de la TP, TR o Drill
Collar
Ejemplo:
Calcular el área transversal de una corona
circular de una tubería Premium que tiene
los siguientes diámetros
D = 5 plg.
d = 4.276 plg
Sustituyendo los valores en la fórmula
A=( 3 .14164 ) [ (80%52+20%4.2762)−( 4 .2762 ) ]
A = 4.21 plg2
Nota: se pueden utilizar las dos fórmulas
20
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
Capitulo 2 Volúmenes
2.1 Volumen total de una presa
Fórmula:
V= (L) (A) (H)
Donde:
V= Volumen en m3
L=Largo
A= Ancho
H= Altura
Largo=11.00 m
Ancho= 2.00 m
H= 2.15 m
Ejemplo
Calcular el volumen de la presa con los
datos anteriores
Sustituyendo los valores en la fórmula
V= (11.00 m) (2.00 m) (2.15 m)
V = 47.30 m3
2.2 Volumen de un fluido en una
presa
Fórmula:
Volumen de fluido = (L) (A) (Hf)
Donde:
Volumen de fluido en m3
L=Largo
A=Ancho
H=Altura de la presa
Hf= Altura del fluido
H = 2.15 m
Hf = 1.80 m
A = 2.00 m
L = 11.00 m
Ejemplo:
Calcular el volumen de fluido de la presa
con los datos anteriores
Sustituyendo los valores en la fórmula
Volumen de fluido= (11.00 m) (2.00 m)
(1.80 m)
Volumen del fluido = 39.60 m3
21
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
2.3 Volumen por centímetro
(factor de una presa)
Fórmula:
Volumen x cm en m3= ( Volumen totalAlturatotal encm . )
Ejemplo:
Calcular la capacidad por cada cm en l
apresa con los siguientes datos
Volumen total de la presa = 47.30 m2
Altura total de la presa = (2.15 m) (100
cm/m) = 215 cm
Sustituyendo los valores en la fórmula
Capacidad por cm en m3=(47 .30 m3
215 cm )
Capacidad por centímetro en m3 = 0.22
m3 /cm
Capacidad por cm en litros = (capacidad
por cm en m3) (1000)
Capacidad por cm en litros = (0.22 m3)
(1000)
Capacidad por centímetro en litros = 220
lts/cm
2.4 Volumen de un cilindro
circular recto horizontal
Fórmula:
V = (PI) (r2) (L)
Donde:
V= Volumen en m3
PI = 3.1416
r2 = Radio al cuadrado
L = Largo
Ejemplo:
Calcular el volumen de un cilindro
circular recto horizontal con los
siguientes datos:
Largo = 6 m
Diámetro = 1.80 m
R=( Diametro2 )=( 1. 80
2 ) = 0.90
Sustituyendo los valores en la fórmula:
V = (3.1416) (0.90)2(6)
V = 15.26 m3
22
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
2.5 Volumen de un cilindro
circular recto horizontal
parcialmente lleno
Fórmula:
V=((1 .33 ) ( H 2) ( L )√ [( DH )−0 . 608])
Donde:
V= Volumen en m3
1.33 = Constante
0.608 = Constante
L = Largo
H = Altura del fluido
D = Diámetro
Ejemplo:
Calcular el volumen de un cilindro
circular recto horizontal parcialmente
lleno con los siguientes datos:
Largo = 6 m
Diámetro = 1.80 m
Altura del fluido = 1.20 m
Sustituyendo los valores en la fórmula:
V=((1 .33 ) (1 . 22) (6 ) √[( 1 .81 . 2 )−0 .608])
V=( (1.33 ) (1 .22 ) (6 ) √ (1 . 5−0 . 608 ) )
V = 10.80 m3
2.6 Volumen de un cuerpo
elíptico
Fórmula:
V = (PI) (a) (b) (L)
Donde:
V= Volumen en m3
PI = 3.1416
a = Semi eje mayor n metros.
b = Semi eje menor en metros.
L = Largo en metros.
Ejemplo:
Determine el volumen del tanque elíptico
con los siguientes datos:
a = 1.20 m
b = 0.80 m
L = 5.5 m
Sustituyendo los valores en la fórmula
V = (3.1416) (1.2 m) (0.80 m) (5.5 m)
V = 16.58 m3
23
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
2.7 Capacidad interior de un
cilindro circular recto
Fórmula: CI = 0.5067 x Di2
Donde:
CI = Capacidad interior en litros x metros
0.5067 = Constante
Di = Diámetro interior de la tubería
Ejemplo:
Calcular la capacidad interior de una
tubería de perforación de 5 plg. 19.5
lb/pie
Sustituyendo los valores en la fórmula
D1 = 4.276 plg
CI= (0.5067) (Di2)
CI= (0.5067) (4.2762)
CI = 9.26 lts /m
2.8 Capacidad interior en una
longitud
Fórmula:
Volumen interior de la sarta = (CI)
(Longitud)
Donde:
Volumen interior de la sarta en litros
CI = capacidad interior en litros x metros
Longitud en metros
Ejemplo:
Calcular el volumen en la sarta que se
muestra en el siguiente estado mecánico
Paso No. 1
Calcular la capacidad interior de las 4
tuberías
CI 1 = (0.5067) (4.2762) = 9.26 lts /m
CI 2 = (0.5067) (32) = 4.56 lts /m
CI 3 = (0.5067) (2) = 4.00 lts /m
CI 4 = (0.5067) (32) = 4.56 lts /m
Paso No. 2
24
1.- TP 5” 19.5 lb/pie grado °E Longitud 2100 metros2.- Heavy Weight 50 lb/pie Longitud 110 metros3.- DRILL COLLAR 8 x 2 13/16 Longitud 60 metros4.- Hta.-9 ½ x 3 Longitud 30 metrosBarrena 17 ½
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
Multiplicar la CI x la longitud de cada
tubería
Volumen interior 1 = (9.26 lts /m) (2100
m) = 19,446 lts
Volumen interior 2= (4.56 lts /m) (110 m)
= 501.60 lts
Volumen interior 3 = (4.00 lts /m) (60 m)
= 240.00 lts
Volumen interior 4 = (4.56 lts/m) (30 m)
= 136.80 lts
Volumen total de la sarta = ¿∑V 1 ¿V 4 ¿¿∑ ¿
Volumen interior total de la sarta =
20,324.40 lts
2.9 Volumen en espacio anular
Fórmula:
CA = (0 . 5067 ) ( D2−d2)Donde:
CA = Capacidad anular en litros x metros
0.5067 = Constante
D = Diámetro interior de TR o barrena en
plg.
d = Diámetro exterior de TP en plg.
Ejemplo:
Calcular la capacidad anular de una
tubería de perforación con los siguientes
datos
D=6.004 plg.
d = 3.5 plg
Sustituyendo los valores en la fórmula
CA = (0 . 5067 ) (6 .0042−3 .52)CA = 12.05 lts /m
25
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
2.10 Volumen anular en una
longitud
Fórmula:
Volumen anular = (CA) (Longitud)
Donde:
CA = Capacidad anular en litros x metros
Longitud en metros
Ejemplo: Calcular el volumen del espacio
anular del siguiente estado mecánico
CA 5 = (0.5067) (17.52– 92) = 109.44
lts /m
CA 6 = (0.5067) (17.52– 82) = 122.74
lts /m
CA 7 = (0.5067) (17.52– 52) = 142.50
lts /m
CA 8 = (0.5067) (17.52– 52) = 142.50
lts /m
CA 9 = (0.5067) (19.1242– 52) = 172.64
lts /m
VA 5 = (109.44 lts /m) (30 m) = 3,283.20
lts
VA 6 = (122.74 lts /m) (60 m) = 73,644
lts
VA 7 = (142.50 lts /m) (110 m) = 15,675
lts
VA 8 = (142.50 lts /m) (1,250 m) =
178,125 lts
VA 9 = (172.64 lts /m) (850 m) = 146,744
lts
VA total = ¿∑VA 5 ¿VA 9 ¿¿∑ ¿
VA = 351,191.60 l
2.11 Volumen de un pozo en
litros
Fórmula:
Volumen total = Volumen en TP +
Volumen en espacio anular
Donde
Volumen total en litros.
Volumen en TP en litros
Volumen en espacio anular en litros
Ejemplo:
Calcular el volumen total del pozo
tomando en cuenta los estados mecánicos
26
1.-TP 5” 19.5 b/pie °E longitud 2100 metros2.- HEAVY WEIGHT 50 lb/pie Longitud 110 metros3. - Drill Collar 8 x 2 3/16 Longitud 60 metros4.-Drill Collar 9 ½ x 3 Longitud de 30 metrosTR 20 plg 84 lb/pie di=19.124 pProfundidad de la zapata 850 Metros Barrena 17 ½
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
anteriores es decir vol. de TP = 20,324 lts
y Va 351,191.60 lts
Sustituyendo los valores en la fórmula
Volumen total = 20,324.40 lts +
351,191.60 lts
Volumen total del pozo = 371,516 lts
Nota: el volumen total puede ser en m3 o l
2.12 Incremento de volumen si
conocemos el peso total del
material agregado para
Densificar un fluido en
toneladas
Fórmula:
IV =( PaDa )
Donde:
IV = Incremento volumen en de m3
Pa = peso del material agregado en
toneladas
Da = densidad del material densificante
en gr/cm3
Ejemplo:
Calcular el incremento de volumen que
genera 54.72 Ton de barita que se utilizo
para densificar de 1.50 gr/cm3 a 1.65
gr/cm3 tomando en cuenta una densidad
de la barita de 4.86 gr/cm3
Sustituyendo los valores en la fórmula
IV =
54 . 72Ton
4 .86 Ton /m3
IV = 11.25 m3
27
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
Capítulo 3 Hidráulica
3.1 Gasto por una embolada de
una bomba triple de simple
acción en litros
Fórmula:
Eficiencia = ( D2 ) ( L ) (0 .0386 )
Donde:
Eficiencia = Eficiencia en litros x
emboladas
D = Diámetro de la camisa en plg
L = Longitud de la carrera en plg
0.0386 = Factor (Sistema métrico)
Ejemplo:
Calcular la eficiencia de la bomba IDECO
1300 de (6.5 plg) (12 plg)
Sustituyendo en la fórmula
Eficiencia = 6.52 x 12 x 0.0386
Eficiencia = 19.57 lts /embolada al 100 %
Nota: la eficiencia nunca es al 100 %
3.2 Gasto por una embolada de
una bomba triple de simple
acción de en galones
Fórmula:
Eficiencia= (Eficiencia en galones)
(emboladas)
d = Diámetro de la camisa en plg.
L = Longitud de la carrera en plg.
0.0102 = constante (Sistema ingles)
Ejemplo:
Calcular la eficiencia de una bomba
IDECO 1300 de (6.5 plg) (12 plg)
Sustituyendo los valores en la fórmula
Eficiencia = (6 .52 ) (12 ) (0 .0102 )
Eficiencia = 5.17 galones/min al 100 %
3.3 Gasto por número de
emboladas en una bomba triple
de simple acción en Litros o
Galones x minuto
Fórmula:
Gasto
Q= (Eficiencia ) ( Número de emboladas)
Donde:
Gasto= Q en lts/min y/o galones/min
28
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
Eficiencia en lts /embolada y/o
galones/embolada
Número de emboladas por minuto
Ejemplo:
Calcular el gasto de una bomba IDECO
1300 si se tiene una eficiencia de 19.57
lts/embolada, Y una eficiencia de 5.17
galones/embolada con un número de
emboladas de 80 emboladas/minuto.
Sustituyendo los valores en la fórmula
Gasto = Q = (19.57 lts/embolada) (80
emboladas/min)
Gasto = (Q) = 1,565.60 lts/min al 100 %
Q = (1565 lts/min al 100 %3 .785 lts/gal )
Q = 413.60 galones/min al 100 %
Nota: El gasto nunca es al 100 %
Q = 1,565.60 lts/min al 100 %
3.4 Tiempo de llenado de una
presa, la sarta o el pozo en
minutos
Fórmula:
Tiempo de llenado = (volumen en lts .gasto lts . /min . )
Ejemplo:
Calcular el tiempo de llenado de una
presa de 57,436 lts de la sarta del estado
mecánico anterior del pozo tomando en
cuenta los dos estados mecánicos anterior
Con un gasto de 1,565.60 lts /min
Sustituyendo los valores en la fórmula
Tiempo de llenado =(57,436 lts .1,565 .60 lts . /min . )
Tiempo de llenado = 36.38 min
Sustituyendo los valores en la fórmula
Tiempo de llenado =(20,324 .4 lts .1,565 .60 lts . /min . )
Tiempo de llenado = 12.98 min
Sustituyendo los valores en la fórmula
Tiempo de llenado =(351,191. 6 lts .1,565 .60 lts . /min . )
Tiempo de llenado = 224.31 min
Nota: el volumen y el gasto deben de
tener las mismas unidades
3.5 Tiempo de atraso en minutos
Fórmula:
Tiempo de atraso =(volumen en anular gasto de la bomba )
Donde:
Tiempo de atraso en minutos
Volumen anular en lts
Gasto de bomba en lts/min
Ejemplo:
29
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
Calcular el tiempo de atraso si se tiene un
volumen anular de 351,191.60 lts y un
gasto de bomba de 3,063 lts/min
Sustituyendo los valores en la fórmula:
Tiempo de atraso = (351,191 . 60 lts 3,063 lts/min . )
Tiempo de atraso = 114 min
3.6 Ciclo completo en minutos
Fórmula:
Ciclo completo =(volumen total en lts .Gasto de la bomba en lts/min )
Donde:
Ciclo completo en minutos
Volumen total = Vol. anular + Vol. tp en ltsGa
sto de la bomba = (eficiencia) (número de
emboladas en lts /min
Ejemplo:
Si se tiene un volumen anular de
351,191.60 lts, volumen en TP =
203,24.40 lts y un gasto de 3,063 lts/min
Calcular el ciclo completo
Sustituyendo los valores en la fórmula
Volumen total = 351,191.60 lts +
203,24.40 lts
Volumen total del pozo = 371,486 lts
Ciclo completo = (371,486 lts .3,063 lts/min. )
Ciclo completo = 121.29 min
3.7 Número de emboladas para
llenar la sarta
Fórmula:
No . Emboladas =(volumen en tp eficiencia de la bomba )
Ejemplo:
Calcular el número de emboladas si se
quiere llenar una sarta que tiene un
volumen de 15218.46 lts y una eficiencia
de la bomba de 15 lts/min.
Sustituyendo los valores en la fórmula
Número de emboladas = (15,218 . 46 lts .15 lts . /min )
Número de emboladas = 1,015 emboladas
3.8 Número de emboladas para
llenar el pozo
Fórmula:
No . emboladas = (volumen total eficiencia de la bomba )
Ejemplo:
Calcular el número de emboladas si se
tiene un volumen de TP = 50,000 lts y un
30
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
volumen anular de 80,000 lts. Así como
una eficiencia de 15 lts/embolada
Sustituyendo los valores en la fórmula
Vol. total = Volumen de TP + Volumen
anular.
Número de emboladas = (130,000 lts .15 lts . /min )
Número de emboladas = 8,667 emboladas
3.9 Gasto mínimo, optimo y
máximo de una barrena
tricónica (empírica).
Fórmula:
Qmin = [ (30 galones ) (Diametro de la barrena ) ]Qopt = [ (40 galones ) (Diametro de la barrena ) ]Qmáx.= [ (50 galones ) (Diametro de la barrena ) ]Ejemplo:
Calcular el Qmin, Qopt y Qmáx de una
barrena tricónica de 26 plg de diámetro
Qmin = [ (30 galones ) (26 plg ) ]Qmin =780 galones
Qopt = [ (40 galones ) (26 plg ) ] Qopt = 1,040 galones
Qmax = [ (50 galones ) (26 plg ) ]Qmax = 1,300 galones
Con los gastos calculados hay que sacar
la eficiencia de la bomba en galones para
saber el número de emboladas
Es decir:
Si tenemos una bomba de 7 x 12 al 90 %
Eficiencia = ( D2 ) ( L ) ( 0 . 0102 ) (0 .90 )
Eficiencia = (72 ) (12 ) (0 . 0102 ) (0 . 90 )
Eficiencia = 5.39 galones/emboladas
Ya calculada la eficiencia de la bomba
calculamos el número de emboladas
Fórmula:
Número de emboladas =( GastoEficiencia )
Número de emboladas Qmin = (780 gal5 .39 gal/emb )
Número de emboladas Qmin = 145
emboladas
Número de emboladas Qopt = (1040 gal5 .39 gal/emb )
Número de emboladas Qopt = 192
emboladas
Número de emboladas Qmáx =
Número de emboladas Qmáx = (1300 gal5 . 39 gal/emb )
Número de emboladas Qmáx = 241
emboladas
Nota: en este caso se debe tomar el gasto
mínimo ya que el máximo número de
emboladas por bomba es de 100
emboladas por minuto al 100 % si
31
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
utilizamos las bombas a su máxima
capacidad estaríamos fatigando las
mismas y las EMD
3.10 Velocidad anular (va) en pie
/min)
Fórmula:
VA = ( (24 .51 ) (Q )D2 -d2 )
Donde:
24.51 = Constante
Q = Gasto en gal
D = Diámetro de barrena O agujero
d = Diámetro exterior de TP
Ejemplo:
Calcular la velocidad anular si tenemos
una TR de 7 plg Di= 6.004 plg. Con una
TP de 5 plg. 19.5 lb/pie y utilizando un
gasto 280.5 gal/min
Sustituyendo los valores en la fórmula
VA = ( (24 .51 ) (280. 5 )6 . 0042 -52 )
VA = 622.28 pie/min
VA = (622.28 pie/min) (0.3048)
VA = 189.67 m/min
Nota: el diámetro (D) debe ser el mayor
del estado mecánico y el diámetro (d) será
el de la TP
3.11 Velocidad anular óptima
(vao) en pie/min
Fórmula:
VAO = (1416Dl-Da )
Donde:
1,416 = Constante
Vao = Velocidad anular
De = Densidad de fluido
Da = Diámetro del agujero
Ejemplo:
Diámetro de TR 5 7/8 y una densidad de
1.25 gr/cm3
Sustituyendo los valores en la fórmula
VAO = (14161 .25 pg-5 . 875 pg )
VAO = 192.81 pie/min
Nota 1: el diámetro (D) debe ser el mayor
del estado mecánico y el diámetro (d) será
el de la TP
Nota 2: si la velocidad anular óptima es
mayor que la velocidad anular de trabajo
hay que reducir el diámetro de las toberas,
aumentar el gasto o checar las
propiedades
32
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
3.12 Tiempo de atraso utilizando
la velocidad anular
Fórmula:
Tiempo de atraso = (Profundidad en piesVA pie/minuto )
Ejemplo:
Calcular el tiempo de atraso si tenemos
una profundidad de 14,497.60 pie y una
va= 370.38 pie/min
Sustituyendo los valores en la fórmula
Tiempo de atraso= (14497 .60 pie370 .14 pie/min )
Tiempo de atraso= 39.14 min
3.13 Índice de energía
hidráulica (índice de limpieza)
Fórmula:
IEHP =( ( ΔP ) (Q )
(1714 ) ( AREAagujero) )Donde:
IEHP = Índice de energía hidráulica en
Hp/plg2
∆P = Caída de presión en las toberas en
psi
Q = Gasto de en gal/min
1714 = Constante
H.P. Caballos de Fuerza
Ejemplo:
Calcular la caída de presión si tenemos
barrena de 17 ½ y un gasto de 700
gal/min y 3 toberas de 15/32 (No. 15),
densidad del lodo de 1.54 gr/cm3
Paso No. 1
Calcular el área de toberas
Área de toberas = (0.7854) (D)2 X
(Número de toberas)
Sustituyendo los valores en la fórmula
Áreadet obera=( 0. 7854 )(1532 )
2
(3 )
Área de toberas = 0.518 plg2
Paso No. 2
Calcular el área del agujero
Área de agujero = (0.7854)(D)2
Sustituyendo los valores en la fórmula
Área de agujero =(0 .7854 ) (17 .5 )2
Área de agujero = 240.5 plg2
Paso No. 3
Convertir la densidad de gr/cm3 a lb/gal
(1.54 gr/cm3) (8.33) = 12.83 lb/ gal
Paso No. 4
Calcular la caída de presión en las toberas
33
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
3.14 Caída de presión en las
toberas
Fórmula:
∆P = ( ( Dl ) (Q2)
(10 , 858 ) ( Area de tob eras2) )Donde:
∆P = Caída de presión en toberas en psi
DL=Densidad en lb / gal
Q = Gasto de la bomba en gal / min
10,858 = Constante
Sustituyendo los valores en la fórmula
Δ P =( (12 .83 ) (7002)(10 , 858 ) (0 .5182) )
∆P = 2,158 psi
Si la densidad esta en gr/cm3 entonces
debemos utilizar la siguiente fórmula
Fórmula:
Δ P = ( ( Dl ) (Q2)(1 ,303 . 4 ) ( Area de toberas2) )
Donde:
∆P = Caída de presión en toberas en psi
DL=Densidad en gr/cm3
Q = Gasto de la bomba en gal / min
1303.4 = Constante
Sustituyendo los valores en la fórmula
Δ P = ( (1.54 ) (7002)(1 ,303 . 4 ) ( 0 .5182) )
∆P = 2,158 psi
Como se puede observar con las dos
fórmulas obtenemos el mismo resultado
Sustituyendo los valores en la fórmula de
IEHP = ( (2158 psi ) (700 Gal /Min )(1714 ) (240 .5 Pg ) )
IEHP = 3.66 hp/plg2
NOTA: el rango es de 2.5 a 5 hp/plg2 si se
sale fuera de rango hay que reducir
(menor de 2.5) o aumentar (mayor de 5)
el área de las toberas según sea el caso
3.15 Caída de presión en el
interior de la sarta y espacio
anular en flujo laminar (Preston
Imoore)
Fórmula:
Δ PTP ( (92. 8 ) (10-5 ) (Dl ) (Q1. 86 ) ( L )d4 . 86 )
Donde:
∆PTP = Caída de presión en la TP en
kg/cm2
Q = Gasto de la bomba en gal/min
Dl = Densidad de lodo en gr/cm3
L = Longitud de la TP en metros
d = Diámetro interior de la TP en cm
Constantes = 92.8, 10 -5 4.86 y 1.86
3 toberas de 15 / 32
Ejemplo:
34
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
Calcular la caída de presión en el interior
de la sarta con los siguientes datos
BNA = 17 ½
TR = 20 de 94 lb/pie di = 19.124 a 1,000
metros
Drill Collar = 8 x 2 13/16 longitud de 90
metros
HEAVY WEIGHT = 5 x 3 de 50 lb/pie
longitud de 110 metros
TP = 5 x 4.276 de 19.5 lb/pie longitud de
1,800 metros
Dl = 1.22 gr/cm3
VP = 27
PC = 10
Q = 700 gal/min
VA = 70.79 pie/min (anular – Drill
Collar)
VA = 61.00 pie/min (anular – Heavy
Weight – TP - agujero)
VA = 50.55 pie/min (anular – TR - TP)
Paso NO. 1
Sustituir los valores para calcular caída de
presión en TP
Δ PTP=(92. 8 x10-5 x 1 . 22 x 7001. 86 x 18004 . 2764 . 86 )
Δ PTP=(3,990,824 .83108,226 . 86 )
∆PTP = 37 kg/cm2
Paso NO. 2
Sustituir los valores para calcular caída de
presión en Heavy Weight
Δ PTP =(92 . 8 x10-5 x 1 .22 x 7001 .86 x 110
(3 x 2 .54 )4 .86 )Δ PTP=(243,883. 74
19,333 . 08 )∆PTP = 12.6 kg/cm2
Paso No. 3
Sustituir los valores para calcular caída de
presión en Drill Collar
Δ PTP=(92. 8 x10-5 x 1 . 22 x 7001. 86 x 90
(2 . 8125 x 2. 54 )4. 86 )Δ PTP=(199,541 . 20
14,128 . 02 )∆PTP = 14.12 kg/cm2
Paso No. 4
Calcular caída de presión en toberas
Fórmula:
∆Ptoberas = ( DLXQ2
1303 . 4 x (areatob2 ) )Paso No. 5
Calcular área de toberas
Atoleras = 0.7854 x (D)2 X Número de
toberas
Sustituyendo los valores en la fórmula
Área de toberas = 0 .7854 x (1532 )
2
x 3
Área de toberas = 0.518 plg2
PasoNo.6
Sustituir los valores en la fórmula para ∆P
toberas.
35
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
Δ P = ( 1. 22 X 7002
1303 . 4 x (0 .5182) )∆Ptoberas = 1709.19 kg/cm2
Nota: Las caídas de presión en las
toberas es alrededor del 60 o 65 % del
total de la presión:
Paso No.7
Convertir psi a kg/cm2(1709 .19 psi
14 .22 psi x kg/cm2 )∆Ptoberas = 120 kg/cm2
Paso No. 8
Calcular caídas de presión en el espacio
anular
3.16 Caídas de presión en el
espacio anular
Fórmula:
Δ Pespacio anular = ( LXPC68 .58 X ( D−d ) )+( VPXLXV
27442 X ( D−d ) )Donde:
∆Pespacio anular = caídas de presión en
el espacio anular en psi
D = Diámetro de agujero en plg
d = diámetro exterior de la TP en plg
L = Longitud de la sección en metros
VP = Viscosidad plástica en c.p.s
PC = Punto de Cedencia en lb/100/pie2
V = Velocidad anular en pie /min
Constantes = 68.58 y 27442
PASO No. 9
Sustituir los valores para caída de presión
en espacio anular – Drill Collar – agujero
ΔPespacio anular = [90 X 1068 . 58 X (17 . 5−8 ) ]+[27 X 90 X 70. 79
27 , 442 X (17 . 5−8 ) ]ΔPespacio anular = (900
651 . 51 )+(172 , 019.70260 , 699 )
∆
Pespacio anular = 1.38 psi ┼ 0.65 psi
∆Pespacio anular = 2.03 psi
Paso No.10
Convertir psi a kg/cm2( 2. 03 psi
14 .22 psi x kg/cm2 )∆Pespacio anular = 0.142 kg/cm2
Paso No. 11
Sustituir los valores para caída de presión
en espacio anular – Heavy Weight – TP -
agujero
ΔPespacio anular =[910 X 1068 .58 X (17 ,5−5 ) ]+[27 X 910 X 61
27 , 442 X (17 .5−5 ) ]ΔPespacio anular =( 9 ,100
857 .25 )+(14 , 897343 , 025 )
∆Pesp
acio anular = 10.61 psi ┼ 4.36 psi
∆Pespacio anular = 14.97 psi
Paso No. 12
Convertir psi a kg/cm2=(14 . 97 psi
14 . 22 psi x kg/cm2 )∆Pespacio anular = 1.05 kg/cm2
PASO No. 13
Sustituir los valores para caída de presión
en espacio anular – TR – TP
36
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
∆Pespacio anular =
[ 1 ,000 X 1068 .58 X (19 .124−5 ) ]+[27 X 1 ,000 X 50.55
27 ,442 X (19 .124−5 ) ]ΔPespacio anular =( 1 , 000
968 .62 )+( 1 , 364 , 850387 ,590 )
∆Pespacio anular = 10.32 ┼ 3.52
∆Pespacio anular = 13.84 psi
Paso No. 14
Convertir psi a kg/cm2(13 . 84 psi
14 .22 psi x kg/cm2 )∆Pespacio anular = 0.97 kg/cm2
Paso No. 15
Sumar todas las caídas de presión
calculadas
∆PTP =37 kg/cm2
∆PHEAVY WEIGHT = 12.6 kg/cm2
∆PDrill Collar = 14.12 kg/cm2
∆Ptoberas = 120 kg/cm2
∆Pespacio anular HTA- AGUJERO = 0.142
kg/cm2
∆Pespacio anular HEAVY WEIGHT – TP -
AGUJERO = 1.05 kg/cm2
∆espació anular TR- TP = 0.97 kg/cm2
∆Ptotal = 185.88 kg/cm2 x 14.22 = 2643 psi
Nota: esta es la presión que registraría el
manómetro en el stand pipe (tecolote)
3.17 Caída de presión en el
interior de la sarta y espacio
anular en flujo laminar
(comprimida)
Fórmula:
Δ PinteriorTP= (VP0 . 18 XDL0. 82 XQ1 . 82
700. 3 )X ( LDi4 . 82 )
Donde:
∆P interior TP =Caída de presión en el
interior de la sarta en Psi
VP = Viscosidad plástica
DL = Densidad del fluido en gr/cm3
Q = Gasto en gal/min
L = Longitud de la sección en metros
Di = Diámetro interior de la sección
Constantes = 0.18, 0.82, 1.82, 700.3 y
4.82
Calcular la caída de presión con los
siguientes datos:
Bomba
Camisa 6.5 plg.
Carrera 12 plg.
Eficiencia 90 %
Emboladas máximas 120
Densidad del fluido =1.35 gr/cm3
Viscosidad plástica = 27
Equipo superficial 45 metros x 3.5 plg de
diámetro
TP 5 XH ºE 19.5 lb/pie 1800 m di 4.276
37
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
Heavy Weight 5 X 3, 50 lb/pie 110 m
Drill Collar 8 X 2 13/16
Toberas = 2 No. 14 Y 1 No. 13
Velocidad de penetración mayor de 4.5
m/hrs
Velocidad penetración menor a 4.5 = 35
gal/min
Velocidad penetración mayor a 4.5 = 40
o 45 gal/min
Mínimo = 30 gal/min
Paso No. 1
Calcular el gasto tomando en cuenta la
velocidad de penetración
Gasto = Q = 40 X diámetro de barrena.
Q= (40 gal x 12 .25 pg . )
Q = 490 gal
Paso No. 2
Calcular la eficiencia de la bomba en
gal/emb
Fórmula:
Eficiencia=D2 X L X 0 .0102 X 0.90
Eficiencia=6 .52 X 12 X 0 .0102 X 0 .90
Eficiencia = 4.65 gal/emb
Paso No. 3
Calcular el número de emboladas
Fórmula:
Emboladas=( gastoEficiencia )
Emboladas = (490 gal4 .65 gal/emb )
Emboladas = 105 emb
Paso No. 4
Calcular la caída de presión en el equipo
superficial
Sustituyendo los valores en la fórmula
Δ P equipo superficial=[270. 18 X 1 .350. 82 X 4901 .82
700 .3 ]X (453 .54 . 82 )
∆P equipo superficial = 260.25 X 0.107
∆P equipo superficial = 28 psi
Paso No 5
Calcular la caída de presión en la TP
Sustituyendo los valores en la fórmula
Δ P en TP = [270 . 18 X 1 .350. 82 X 4901. 82
700 .3 ]X ( 1 , 8004 .2764 . 82 )
∆P en TP = 260.25 X 1.635
∆P en TP = 425 psi
Paso No 6
Calcular la caída de presión en la Heavy
Weight
Sustituyendo los valores en la fórmula
Δ P en Heavy Weight = [270.18 X 1. 350 . 82 X 4901 . 82
700 . 3 ]X (11034 . 82 )
∆P en Heavy Weight = 260.25 X 0.551
∆P en Heavy Weight = 143 psi
Paso No 7
Calcular la caída de presión en la Drill
Collar
Sustituyendo los valores en la fórmula
∆P en Drill Collar =
[270 .18 X 1.350 .82 X 4901.82
700.3 ]X (902 .8124 .82 )
∆P en Drill Collar = 260.25 X 0.616
38
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
∆P en Drill Collar = 160 psi
Paso No. 8
Calcular el área de las toberas
Fórmula:
Área = 0 .7854 x (D )2 N ° de toberas
Área T No. 14 = 0 .7854 x (1432 )
2
x 2
Área T No. 14 = 0.3006 plg2
Área T No. 13 = 0 . 7854 x (1332 )
2
x 1
Área T No. 13 = 0.1296 plg2
Área Total de toberas = 0.4302 plg2
Nota: si conocemos la caída de presión en
toberas podemos emplear la siguiente
fórmula para determinar el área de toberas
necesarias para estar dentro de los rangos
(iehp,vt,) la caída de presión que
podemos utilizar en un cálculo puede ser
50 o 60 % de la presión de bombeo
Fórmula:
Área de toberas = ( 0 . 0277 x Q x Dl ΔP )
Paso No. 9
Calcular la caída de presión en la barrena
Fórmula:
ΔPbarrena = ( Dl x Q2
1303 x Area de toberas2 )Sustituyendo valores en la fórmula
∆Pbarrena =[ 1.35 X 4902
1303. 4 X (0 .43022) ]
Δ Pbarrena = [324 , 135241.22 ]
∆Pbarrena = 1344 psi
Paso No. 10
Calcular la caída de presión en el espacio
anular
Fórmula:
∆Pespacio anular = (∆P equipo superficial + ∆P
en TP + ∆P en Heavy Weight + ∆P en
Drill Collar + ∆Pbarrena) x 10 %
Sustituyendo los valores en la fórmula
∆Pespacio anular= (28 psi +425 psi +143 psi
+160 psi +1344 psi) x10 %
∆Pespacio anular = (2100 PSI) x 10 %
∆Pespacio anular = 210 psi
Nota: Las caídas de presión en el espacio
anular es alrededor del 10 % de la suma
de caídas en el interior y caídas en
toberas:
Paso No. 11
Calcular la caída de presión en todo el
sistema
Fórmula:
∆P total = (∆P equipo superficial+∆P en
TP+∆P en Heavy Weight+∆P en Drill
Collar+ ∆Pbarrena +∆Pespacio anular)
∆P total = (28 psi + 425 si + 143 psi +
160 psi + 1344 psi+ 210 psi)
∆P total = 2310 psi
Nota: esta es la presión que registraría el
manómetro en el stand pipe (tecolote)
39
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
3.18 Velocidad de chorro
Fórmula:
VT = ( 0 .32 x QArea de toberas )
Donde:
VT = Velocidad de chorro en pie/seg
Q = Gasto en gal / min
Atoberas = Área de toberas en plg.
0.32 = Constante
Ejemplo:
Calcular la velocidad de chorro si
tenemos un Área de 0.4302 plg2 y un
gasto de 490 gal/min
Sustituyendo los valores en la fórmula
VT = ( 0. 32 x 4900 .4302 )
VT = 364 pie/Seg
Nota: el rango debe ser de 350 a 450
pie/seg si se sale fuera de rango hay que
reducir (menor de 350) o aumentar
(mayor de 450) el área de las toberas
según sea el caso.
3.19 Fuerza de impacto
hidráulico en libras
Fórmula:
FIH =( DL X Q X VT1932 )
Donde:
FIH = Fuerza de impacto hidráulico en lb
DL = Densidad del lodo en lb/gal
VT = Velocidad de chorro en pie/segundo
1932 = Constante
Ejemplo:
Calcular la fuerza de impacto hidráulico
con los siguientes datos:
DL= 1.35 gr/cm3 = 1.35 x 8.33 = 11.24
lb/gal
Q= 490 Gal/Min
VT = 364 pie/segundo
Sustituyendo los valores en la fórmula
FIH = (11.24 X 490 X 3641932 )
FIH = 1038 lbs.
40
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
Capitulo 4 Densidades
4.1 Densidad de un fluido en
gr/cm3
Fórmula:
Densidad = (masa en grs .
Volumen cm3 )
Ejemplo:
Calcular la densidad de un cubo de
madera con un peso de 60 grs. y un
volumen de 100 cm3
Sustituyendo los valores en la fórmula
Densidad = (60 grs .
100 cm3 )Densidad = 0.60 gr/cm3
4.2 Densidad de lodo
equivalente en gr./cm³ ( prueba
de goteo)
Fórmula:
Densidad de lodo equivalente = [( ( PS ) (10 )profundidad )]+ DL
Donde:
Densidad de lodo equivalente en gr/cm3
PS= presión alcanzada en superficie en
kg. /cm2
10 = constante
Profundidad en metros
Dl = densidad del lodo en gr/cm3
Ejemplo:
Calcular la densidad de lodo equivalente
si se registró una presión en la prueba de
goteo de 80 kg/cm2 a una profundidad de
2850 m. Con una densidad de 1.28 gr/cm3
Sustituyendo los valores en la fórmula
Densidad de lodo equivalente =
[( (80 kg/cm2 ) (10 )2850 m )]+1 .28 gr/cm3
Densidad de lodo equivalente = 1.56
gr/cm3
4.3 Gradiente en kg x cm2 x
metros
Fórmula:
Gradiente de densidad = (densidad 10 )
Ejemplo:
Calcular el gradiente de densidad con una
densidad de 1.50 gr/cm3
Sustituyendo los valores en la fórmula
41
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
Gradiente de densidad = ( 1 .50 gr/cm3
10 )Gradiente de densidad = 0.150 gr/cm3/m
4.4 Densidad del fluido
conociendo la Presión
hidrostática y la profundidad
Fórmula:
Densidad = ( ( Ph ) (10 )Profundidad )
Donde:
Densidad en gr /cm3
Ph = presión hidrostática en kg. /cm2
10 = Constante
P = Profundidad en metros
Ejemplo:
Calcular la densidad necesaria si tenemos
una Ph = 472 kg/cm2 a una profundidad
de 4000 metros
Sustituyendo los valores en la fórmula
Densidad = ( (472 kg/cm2) (10 )4000 m )
Densidad = 1.18 gr/cm3
4.5 Densidad equivalente de
circulación (empírica)
Fórmula:
DEC = [% XPBX 10H ]+DL
DEC = [ ΔPespacio anular X 103000 ]+DL
Donde:
DEC = Densidad equivalente de control
en gr/cm3
% = Porcentaje según diámetro de
barrena
PB = Presión de bombeo total en kg/cm2
10 = constante
DL = Densidad del lodo en gr/cm3
H = Profundidad en metros
∆Pespacio anular = Caída de Presión en el
espacio anular en kg/cm2.
42
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
Tabla 1 Porcentaje de la presión de bombeo
según el diámetro de la barrena
Diámetro de una
BarrenaPorcentaje
17 1/2 10
8 1/2 15
5 7/8 20
Menores de 5 7/8 30
Ejemplo:
Para 1era fórmula
Calcular la densidad equivalente de
circulación si tenemos una barrena de
17 ½ con una densidad de 1.40 a una
profundidad de 3000 m con una presión
de bombeo de 140 kg/cm2
Sustituir los valores en la fórmula 1era
fórmula
DEC = [ 0 .10 X 140 X 103000 ]+1 .40
DEC = 1.44 gr/cm3
Ejemplo para 2da fórmula:
Calcular la densidad equivalente de
circulación si tenemos una caída de
presión en el espacio anular de 210 psi,
una densidad de 1.35 gr/cm3 a una
profundidad de 2000 m
Sustituir los valores en la fórmula 2da
fórmula
DEC = [(21014 .22 )X 10
2000 ]+1. 35
DEC = 1.42gr/cm3
Nota: en la 2da fórmula la ∆p debe estar
en kg/cm2 es dividir entre el factor de
conversión de psi a kg/cm2 es de 14.22
4.6 Densidad de equilibrio
Fórmula:
DE = ( PFX 10profundidad )
Donde:
DE = Densidad de equilibrio
PF = Presión de formación
10 = Constante
Ejemplo:
Calcular la densidad de equilibrio si
tenemos una presión de formación de 542
kg/cm2 a una profundidad de 3500 m
Sustituyendo los valores en la fórmula
DE=(542 kg/cm2 X 103500 m )
DE =1.55 gr/cm3
Ejemplo:
Calcular la densidad de equilibrio en un
brote cerrando el pozo y registrando las
43
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
presiones de cierre en TP y TR con los
siguientes datos
Datos:
Presión de cierre en TP 30 kg/cm2
Presión de cierre enTR 52 kg/cm2
Densidad de fluido de control 1.40 gr/cm3
Densidad del fluido invasor 0.80 gr/cm3
Ultima TR (zapata) 3000 m
Profundidad total 3500 m
Longitud de la burbuja 363 m
Paso 1
Calcular la presión hidrostática e la TP
PH = ( DL X p rofundidad10 )
PH = ( 1.40 gr/cm3 X 3500 m10 )
PH = 490 kg/cm2
Paso 2
Calcular la presión de formación
PF = PH + Presión de cierre en TP
(PCTP)
PF = 490 kg/cm2 + 30 kg/cm2
PF = 520 kg/cm2
Paso 3
Calcular la presión hidrostática en el
espacio anular (fluido original y fluido
contaminado)
PH = ( DL X p rofundidad10 )
PH = ( 1.40 gr/cm3 X 3137 m10 )
PH = 440 kg/cm2
PH = ( DL X p rofundidad10 )
PH = ( 0 .80 gr/cm3 X 363 m10 )
PH = 29 kg/cm2
PHtotal= Phfluido original + Ph fluido contaminado
PHtotal = 469 kg/cm2
PCTR = PF + PHtotal espacio anular
PCTR = 520 kg/cm2 – 469 kg/cm2
PCTR = 51 kg/cm2
Nota: La presión que se utiliza es la Pctp
para conocer lo que falta de densidad al
fluido
DL = ( PH X 10profundidad )
DL = (30 kg/cm2 X 103500 m )
DL =0.085 gr/cm3
Nota: es decir al fluido original (1.40
gr/cm3) hay que aumentarle 0.085 gr/cm3
DE =1.48 gr/cm3
4.7 Densidad de control
Fórmula:
Drill Collar = DE + M
Donde:
Drill Collar = Densidad de control
44
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
DE = Densidad de equilibrio
M = Margen de seguridad
Ejemplo:
Calcular la densidad de control si tenemos
una densidad de equilibrio de 1.55 gr/cm3
y un margen de seguridad de 0.03
Sustituyendo los valores en la fórmula
Drill Collar = 1.55 + 0.03
DC = 1.58 gr/cm3
4.8 Peso total del material
agregado para densificar un
fluido en toneladas
Fórmula:
Pa = [( DF−DO
[1−( DFDA )])]XV
Donde:
Pa = Peso del material agregado en
toneladas
DF = Densidad del fluido final en gr/cm3
DO = Densidad del fluido original gr/cm3
Da = Densidad del material densificante
en gr/cm3
V = Volumen de fluido total (pozo +
presas)
1 = Constante
Ejemplo:
Calcular la el peso del material agregado
si tenemos una densidad de 1.50 gr/cm3
un volumen en presas de 80 m3 un
volumen en el interior del pozo de 140 m3
se quiere tener una densidad de 1.65
gr/cm3 agregando barita
Sustituir los valores en la fórmula
Pa = [( 1.65−1.50
[1−( 1.654 .83 )])] X 220
Pa = 54.72 Ton.
4.9 Cantidad de agua o aceite
para disminuir la densidad de un
fluido de perforación
Fórmula:
VA = [( DO−DFDF−DA )]XV
Donde:
VA = volumen de agua o aceite en m3
DO = densidad del fluido original gr/cm3
DF = densidad del fluido final en gr/cm3
DA= densidad del material densificante
en gr/cm3
V= volumen del fluido en m3
Ejemplo:
45
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
Calcular la cantidad necesaria de aceite
para disminuir la densidad de un fluido de
perforación base aceite tomando en
cuenta que tiene una densidad 1.92 gr/cm3
y se requiere una densidad de 1.63 gr/cm3
y se tiene un volumen total de 230 m3 la
densidad del aceite es de 0.92 gr/cm3
VA = [( 1 .92−1. 931. 63−0 . 92 )]X 230
VA = 36.00 m3
46
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
Capítulo 5 Presiones
5.1 Presión en kg x cm2
Fórmula:
Pr esiòn=(FuerzaÀrea )
Fuerza en kg
Área en unidades cuadradas
Ejemplo:
Qué presión ejerce una fuerza de 25,000
kg sobre un área de 195 cm2
Sustituyendo los valores en la fórmula
Presión = (25, 000 kg .
195 cm2 )
Presión = 128.20 kg/cm2
Ejemplo:
Calcular el grado de tubería que se debe
utilizar en una prueba con copa asiento
en el conjunto de preventores
Datos:
P= 15000 lb/plg2
TP 3 ½ 13.3 lb/pie
Di TR = 6.004
Área =(0 . 7854 ) [ (6 . 0042)−(3 .52 ) ]Área = 18.69 plg2
Fuerza = P X A
Fuerza = (15,000 lb/plg2) (18.69 plg2)
Fuerza = 280,350 lb
Fuerza = 127,431 kg
Grado de tp 3 ½ °S
Nota: el grado de tubería se verifica por
tablas en la columna de resistencia a la
tensión
5.2 gradiente de presión en kg x
cm2
Fórmula:
Gradiente de presión = (Presión10 )
Donde:
Gradiente de presión en
Presión en kg/cm2
10 = constante
Ejemplo:
Calcular el gradiente de presión de
128.20 kg x cm2
Sustituyendo los valores en la fórmula
Presión =(128 . 20 kg x cm2
195 cm2 )Gradiente de presión = 0.657 kg
47
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
5.3 Profundidad del pozo
conociendo la Presión
hidrostática y la densidad
Fórmula:
Profundidad =( (Ph ) (10 )Densidad )
Donde:
Profundidad en metros
Ph = Presión hidrostática en kg. /cm2
10 = Constante
Densidad en gr/cm3
Ejemplo:
Calcular la densidad necesaria si tenemos
una Presión hidrostática = 472 kg/cm2 y
una densidad de 1.18 gr /cm3
Sustituyendo los valores en la fórmula
Profundidad = ( ( 472 kg/cm2) (10 )1. 18 gr/cm3 )
Profundidad = 4,000 m
5.4 Presión hidrostática en
sistema métrico e ingles
Fórmula:
Presión hidrostática ( (Densidad ) (Profundidad )10 )
S. M.
Presión hidrostática=( ( Densidad ) (Profundidad ) (0.052 ) )
S.I.
Donde:
Presión hidrostática en kg x cm2 (s.m.) o
psi (s.i.)
D = Densidad del fluido en gr/cm3 (s.m.)
o lb/gal (s.i.)
P = Profundidad en metros (s.m.) O pie
(s.i.)
10 = Constante
0.052 = Constante (S.I.)
Ejemplo:
Calcular la presión hidrostática en el
sistema métrico a una profundidad de
4000 m. Utilizando una densidad del
fluido de 1.18 gr/cm3
Sustituyendo los valores en la fórmula
Presión hidrostática =( (1.18 gr/cm3 ) (4000 m )10 )
Presión hidrostática = 472 kg/cm2
Calcular la presión hidrostática en el
sistema ingles a una profundidad de 4275
m utilizando una densidad del fluido de
1.50 gr/cm3
Sustituyendo los valores en la fórmula
Convertir los metros a pies
(4,275 m) (3.28) = 14,022 pies
Convertir los gr/cm3 a lb/gal
(1.50 gr/cm3) (8.33) = 12.49 lb/gal
Presión hidrostática=( (12 . 49 lb/gal ) (14,022 pies ) ( 0 . 052 ) )Presión hidrostática =9,017.08 psi
48
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
5.5 Presión de formación
Fórmula:
Presión de formación = (Ph ) ( Pctp )Donde:
Presión de formación en kg. /cm2
Ph = Presión de hidrostática en kg. /cm2
Pctp = Presión de cierre en tp esta presión
se registra en el ensamble de
estrangulación
Ejemplo:
Calcular la presión de formación si se
tiene una Presión hidrostática = 470
kg/cm2 una lectura en el manómetro de la
Pctp de 300 kg/cm2
Sustituyendo los valores en la fórmula
Presión de formación = 470 kg/cm2 + 300
kg/cm2
Presión de formación = 770 kg/cm2
5.6 Presión reducida de
circulación
Fórmula:
Pr2=Pr1 x (Qr2
Qr1)1.86
Base aceite
Pr2=Pr1 x (Qr2
Qr1)1.10
Base agua
Donde:
Pr1 = Presión de circulación original en
kg/cm2
Pr2 = Presión reducida de circulación en
kg/cm2
Qr1 = Gasto de circulación original en
emboladas/minuto
Qr2 = Gasto reducido de circulación en
emboladas/minuto
Ejemplo:
Calcular la presión reducida de
circulación con los siguientes datos:
Qr2 = al 75 %
Pr1 = 185 kg/cm2
Qr1 = 100 emboladas / minuto
Qr2 = 100 emboladas/minuto x 75 % = 75
emboladas/minuto
Sustituyendo los valores en la fórmula
para base aceite
Pr2=185 x (75100 )
1. 86
Pr2 = 108.33 kg/cm2
Sustituyendo los valores en la fórmula
para base agua
Pr2=185 x (75100 )
1.10
Pr2 = 134.81 kg/cm2
49
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
5.7 Presión máxima permisible
en superficie
Fórmula:
PMPS = (GF – GDL) X P.V.V.
Donde:
PMPS = Presión máxima permisible en
superficie
GF = Gradiente fractura
GDL = Gradiente de lodo
P.V.V. = Profundidad vertical verdadera
Ejemplo:
Calcular la presión máxima permisible en
superficie si se conoce que el gradiente de
fractura es de 0.173 a una profundidad
verdadera de la zapata de 2969 m y una
densidad del lodo de 1.50
Sustituyendo los valores en la fórmula
PMPS = (0.173 – 0.150) X 2969
PMPS = 68 kg/cm2
5.8 Presión de formación
Fórmula:
PF = PH + PCTP
DONDE:
PF = Presión de Formación
PH = Presión hidrostática
PCTP = Presión de cierre en TP
Ejemplo:
Calcular la presión de formación si la
presión de cierre en TP es de 35 kg/cm2
una densidad de lodo de 1.45 a una
profundidad de 3500 m
Sustituyendo los valores en la fórmula
PF = (0.150 X 3500) + 35
PF = 542 kg/cm2
50
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
Capítulo 6 Sarta de perforación
6.1 Troqué que registra el
dinamómetro utilizando las
llaves de fuerza
Fórmula:
Torque =( Torque de la tablaLongitud de la llave )
Donde:
Torque de tabla en ft x lb
Longitud del brazo de la llave en plg
Ejemplo:
Calcular el torque de un Drill Collar de 9
½ con una llave de fuerza cuya longitud
de brazo es de 5.5 plg.
Sustituyendo los valores en la fórmula
Torque = 88,000 ft/lb / 5.5 plg.
Torque = 16,000 lb
Nota: el cable más utilizado en
perforación es el de 1 3/8”
6.2 Peso de una herramienta
tubular (Drill Collar) en lb/pie.
Fórmula:
Peso nominal = ( D2−d2 ) (2 .67 ) D = Diámetro exterior
d = Diámetro interior
2.67 = constante
Ejemplo:
Calcular el peso nominal de un d. c. de 9
½ x 3 plg.
Sustituyendo los valores en la fórmula
Peso nominal = (9.52 – 32) (2.67)
Peso nominal = 217 lb/pie
Peso nominal = (217 lb/pie) (1.49)
Peso nominal = 323.3 kg/m
Nota: para calcular el peso en una
longitud multiplicar el peso nominal x la
longitud
6.3 Peso ajustado de una tubería
de perforación
Fórmula:
Peso ajustado =[ (2 ) (Peso nominal ) ]−[ (Peso unitario ) (1. 49 ) ]Donde:
Peso ajustado en kg/m
2 = Constante
51
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
Peso nominal según tablas en lb/pie
Peso unitario = (D2 - d2) (2.67) en lb/pie
1.49 factor constante para convertir lb/pie
a kg/m
Ejemplo:
Calcular el peso ajustado de una tubería
de 2 7/8 10.4 lb/pie grado °E
Sustituyendo los valores en la fórmula
Peso unitario = (2.8752 - 2.142) (2.67)
Peso nominal = 9.71 lb/pie
Peso ajustado =[ (2 ) (10 . 4 ) ]−[ (9 .71 ) (1. 49 ) ]Peso ajustado = 16.52 kg//m
Nota: el peso ajustado las Heavy Weight
y Drill Collar es el mismo según tablas,
este cálculo se realiza para la TP y se
acerca mucho al que marcan las tablas
6.4 Peso de la sarta en el aire
Fórmula:
Peso de la sarta en el aire =
[ (Peso ajustado ) (Longitud ) ]Donde:
Peso sarta en el aire en kg.
Peso ajustado en tablas
Longitud en metros
Ejemplo:
Calcular el peso de la sarta si tenemos una
tubería de perforación grado e 19.5 lb/pie
a 1567 m Premium
Sustituyendo los valores en la fórmula
Peso de la sarta en el aire = 31.12 kg/m x
1567 m
Peso de la sarta en el aire = 48,765.04 kg
Nota: 31.12 peso justado en kg valor
según tabla
6.5 Factor de flotación
Fórmula:
1−( Dl7 .85 )
Donde:
1 = constante
Dl = densidad del fluido en gr/cm3
7.85 = densidad del acero en gr/cm3
Ejemplo:
Calcular el factor de flotación con una
densidad d 1.28 gr/cm3
Sustituyendo los valores en la fórmula
Factor de flotación =1−( 1 . 30 gr/cm3
7 . 85 gr/cm3 )Factor de flotación = 0.8344
52
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
6.6 Peso de la sarta flotado
Fórmula:
Peso de la sarta flotado=
[ ( Peso sarta en el aire ) (Factor flotacion ) ]Ejemplo:
Calcular el peso de la sarta flotado si
tenemos un peso de la sarta en el aire de
48765.04 kg y una densidad de 1.42
gr/cm3
Sustituyendo los valores en la fórmula
Peso de la sarta flotado = 48,765.04 kg x
0.8191
Peso de la sarta flotado =39,943.44 kg
6.7 Espesor de pared en tubería
de perforación
Fórmula:
Espesor de pared =( D−d2 )
Donde:
D = diámetro mayor de TP en plg.
d = diámetro menor de TP en plg.
2 = constante
Ejemplo:
Calcular el espesor de pared con los
siguientes datos TP de 3.5 15.5 lb/pie di
2.602 plg.
Espesor de pared =
( 3 .5 pg−2. 602 pg2 )
Espesor de pared = 0.449 pg.
6.8 Resistencia a la tensión de
una tubería de perforación
nueva al 90 %
Fórmula:
Resistencia a la tensión = (Área
transversal)( Cedencia)
Resistencia a la tensión en Kg.
Área transversal en plg2
Cedencia del tubo en lb/plg2 = (a la
numeración después de la literal)
Ejemplo:
Calcular la resistencia a la tensión de una
tubería de 5” de 19.5 lb/pie grado 105
nueva con un área transversal de 5.27 plg2
Resistencia a la tensión = (5.27 plg2)
(105,000 lb/plg2)
Resistencia a la tensión = 553,833 lb.
Convertir a Kg.
53
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
Resistencia a la tensión =(553 ,833 lb2.20 )
Resistencia a la tensión = 251,742 kg al
100 %
Resistencia a la tensión = (251,742 kg)
(0.90) = 226,568 kg
Nota: este resultado corresponde al de la
tabla
6.9 Desplazamiento conociendo
el peso de la sarta en kg/m
(volumen que desaloja una
tubería)
Fórmula:
Desplazamiento =( P eso de la sarta (en el aire)7 . 85 kg/lt )
7.85 kg/lts = Densidad del acero
Ejemplo:
Calcular el desplazamiento si tenemos un
peso de sarta en el aire de 119,554.42 kg
Sustituyendo los valores en la fórmula
Desplazamiento = (119 ,554 . 42 kg
7 .85 kg/lt )Desplazamiento = 15,229.86 lts
Nota: el volumen del el desplazamiento es
el mismo que falta cuando sacamos
tubería es decir si el desplazamiento
(metiendo) es de 15,229.42 lts. Al sacar
tenemos que llenar con fluido ese mismo
volumen (15,229.42 lts)
6.10 Desplazamiento por metro
conociendo el peso nominal en
lb/pie (volumen que desaloja x
metro)
Fórmula:
Desplazamiento=[ ( Peso nominal ) (0 .1898 ) ] Donde:
Desplazamiento en lts/metro
Peso nominal en lb/pie
0.1898 = constante
Ejemplo:
Calcular el desplazamiento por metro de
un Drill Collar 217 lb/pie
Sustituyendo los valores en la fórmula
Desplazamiento = (217) (0.1898)
Desplazamiento = 41.18 lts/m
Nota: esta fórmula solo es válida par Drill
Collar TR y tubería de producción
54
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
6.11 Número de lindadas por
sacar para llenar el pozo
Fórmula:
Número de lingadas por llenar =
(LT28 . 5 )
L =( ( Ph ) ( 10 )Dl )
LT = ( (4 ) ( D2 ) ( L )Peso ajustado )−L
Donde:
L= Disminución del nivel del fluido en
metros para determinar reducción de
presión hidrostática
Ph = Presión hidrostática por reducir al
sacar la tubería de trabajo en kg/cm2
(máxima recomendada en el golfo de
México es de 3.5)
Dl = densidad del fluido
D = diámetro de la TR
LT = longitud de tubería en metros por
sacar para llenar pozo
4 = constante
28.5 = medida promedio de una lingada
Nota: la Ph no debe ser mayor de 3.5
kg/cm2
Ejemplo:
Calcular el número de lingadas por sacar
para llenar el pozo con los siguientes
datos
Barrena 8 ½”
TP de 5” 19.5 lb/pie grado E-75
Premium
TR 9 5/8” 53.5 lb/pie di. 8.535 pg.
Densidad = 1.30 gr/cm3
L = ( (3 . 0 kg/cm2) (10 )
1. 30 gr/cm3 )L= 23 m
LT = ( (4 ) (8 . 5352) (23 )31 .12 )−23
LT = 192.32 m
Numero de lingadas =
(192 .32 mts28 . 5 mts/lingada )
Numero de lingadas = 6.74 lingadas = 6
lingadas
Nota: se tiene que tomar solo el entero
55
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
6.12 Longitud de los Drill collar
y número de Drill collar.
Fórmula:
Longitud de Drill Collar =
( ( Pesomax imo sobre barrena ) (Factor Seguridad )( Pesode Drill Collar ) ( Factor de flotacion ) )
Numero de Drill Collar =
( Longitud de Drill CollarLongitud unitaria )
Donde:
Peso máximo sobre barrena en kg
Factor de seguridad de 10 a 20 %
Peso de los Drill Collar en kg/m
Factor de flotación = 1−( Dl
7 .85 )La longitud de los Drill Collar puede ser
de 9.1 hasta 9.3 m
Ejemplo:
Calcular la longitud de los Drill Collar y
el número de ellos con los siguientes
datos
Peso máximo sobre barrena = 20,000 kg
Factor Seguridad = 20 %
Drill Collar 9 ½ = 323.33 kg/m
Densidad de lodo = 1.40 gr/cm3
Factor de Flotación = 0.8216
Sustituyendo los valores en la fórmula
Longitud de Drill Collar =
( (22000 kg ) (1. 2 )(323 .33 kg/mt ) (0 . 8216 ) )
Longitud de Drill Collar = 99.58 m
Numero de Drill Collar =
(99 . 58 mts9 .3 mts/d . c . )
Numero de Drill Collar = 10.70 Drill
Collar
Ejemplo:
Calcular la longitud de los Drill Collar de
8 plg. 150 lb/pie para tener un peso sobre
barrena de 22 Ton. con un factor de
seguridad de 10 % si se sabe que esta
armada una lingada de 9 ½ la cual pesa
217 lb/pie y tiene una longitud de 30 m,
densidad del lodo de 1.48 gr/cm3
Paso no. 1
Calcular el peso que ejerce la lingada de
Drill Collar de 9 ½
Paso N°. 2
Despejar Peso máximo sobre barrena de
la fórmula:
Longitud de Drill Collar =
( (Peso máximo sobre barrena ) (Factor Seguridad )( P eso de Drill Collar ( armada )) ( Factor de flotacion ) )
56
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
Peso máximo sobre barrena =
( ( P eso de Drill Collar ( armada )) ( Factor flotacion ) (Longitud de Drill Collar )Factor de Seguridad )
Paso N°. 3
Sustituir los valores en la fórmula que
resulto al despejar
Peso máximo sobre barrena =
( (323 .33 kg/mt ) ( 0 .811 ) 4 (30 mts )1 .10 )
Peso máximo sobre barrena que cargan
los Drill Collar de 9 ½ = 7,154 kg
Paso N°. 4
Restar al Peso máximo sobre barrena
que requerimos el resultado del paso no. 3
Peso máximo sobre barrena que
requerimos armar de 8 plg = 22,000 –
7,154
Peso máximo sobre barrena que
requerimos armar de 8 plg =14,846 kg
Paso no. 5
Sustituir el resultado del paso no. 4 en la
fórmula de longitud de Drill Collar
Longitud de Drill Collar =
( (14846 kg ) (1 .10 )(223 .5 kg/m ) ( 0.8114 ) )
Longitud de Drill Collar = 90.00 m
Numero de Drill Collar =
(Longitud de Drill Collar 9 . 3 )
Numero de Drill Collar = (90 . 00 m9 .3 m/d .c )
Numero de Drill Collar = 9.67 = 10 Drill
Collar
6.13 Punto neutro con un solo
diámetro de Drill Collar y con
diámetros de Drill Collar
combinados
Fórmula:
Punto neutro =
( PesoSobre Barrena( Peso de Drill Collar ) (Factor flotacion ) )
Donde:
Punto neutro en metros
Peso sobre barrena en kg
Peso de los Drill Collar en lb/pie
Factor de flotación =1−( Dl
7 .85 )Ejemplo:
Calcular el punto neutro si tenemos un
peso sobre barrena de 22,000 kg con Drill
Collar 9 ½ de 217 lb/pie y una densidad
de lodo de 1.48 gr/cm3
Sustituyendo en la fórmula
Punto neutro =
Punto neutro = (22000 kg(217 lb/pie x1 . 49 ) X 0. 8114 )
Punto neutro = 84 m
57
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
Ejemplo:
Calcular el punto neutro si tenemos
tubería combinada de 9 ½ (28.5 m) y 8
plg de de diámetro exterior y el peso
sobre barrena es de 22 Toneladas y una
densidad de 1.20 gr/cm3
Paso no. 1
Descontar al peso sobre barrena el peso
total flotado de los Drill Collar de
mayor peso
22 , 000−( (323 .33 ) (28 .5 ) (0 .8471 ) )
(22 , 000 kg )−(7805 kg ) =14195 kg
Paso no. 2
Con el restante (14,195 kg) sustituir los
valores en la fórmula de punto neutro
Punto neutro = (14 , 195 kg(150 lb/pie x1 . 49 ) (0 . 8471 ) )
Punto neutro = 75 m
Nota: el resultado (75 m) será la longitud
donde tenemos el punto neutro; a partir de
los Drill Collar de 9 ½ hacia arriba es
decir 75 m + 28.5 = 103.5 m
6.14 Longitudes de las tuberías
en todos lo grado si queremos
tener cierto margen de jalón
Fórmula:
Longitud 1 =
[( RTtp1−(Whta+WHw+MOP )
(Pesoajustado tp1 ) ( Factor flotación ) )]Longitud 2 =
( RT tp2 -Rtp1
(Pesoajustado tp 2) (Factor flotación ) )Longitud 3 =
( RT tp3 -Rtp2
(Pesoajustado tp 3) ( Factor flotación ) )
Longitud 4 =
( RT tp4 -Rtp3
(Pesoajustado tp 4) ( Factor flotación ) )Donde:
Longitud 1 = Tubería (TP) º E - 75
Longitud 2 = Tubería (TP) º X - 95
Longitud 3 = Tubería (TP) º G - 105
Longitud 4 = Tubería (TP) º S - 135
RTTP1 = Resistencia a la tensión de TP 1
RTTP2 = Resistencia a la tensión de TP 2
RTTP3 = Resistencia a la tensión de TP 3
RTTP4 = Resistencia a la tensión de TP 4
Whta = Peso total de la herramienta (Drill
Collar) en kg
Wheavy Weight = Peso total de la Heavy
Weight en kg
MOP = Margen de jalón
Peso ajustado TP = peso según tablas de
cada grado de tubería (TP1, TP2, TP3 y
TP5)
Factor de flotación = 1−( Dl7 .85 )
58
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
Ejemplo:
Calcular las longitudes de tubería
necesarias para tener un margen de jalón
(MOP) de 60 Toneladas si tomamos en
cuenta que tenemos un peso de
herramientas. De 22,000 kg, flotada con
una longitud de 122 m. Una densidad de
lodo de 1.40 gr/cm3 y tomando en cuenta
que siempre utilizamos 4 paradas (12
tramos) de Heavy Weight (4 x 28.5 = 114
m x 74.5 x 0.82 = 6964 kg = Heavy
Weight)
Factor de flotación= 1−(1 . 407 . 85 )
=0.8216
Sustituyendo los valores en la fórmula
Longitud 1 =
[(127 , 446−(22 ,000+6 ,964+60 , 000 )(31. 12 ) (0 .8216 ) )]
Longitud 1 [(127 ,446− (88 ,964 )25.51 )]
Longitud 1 =1,508 m
Longitud 2 = [(161 , 432−127 , 446(31 . 94 ) (0 .8216 ) )]
Longitud 2 = 1,298 m
Longitud 3 = [(178 , 425−161 , 432(32 . 66 ) (0. 8216 ) )]
Longitud 3 =634 m
Longitud 4 = [(229 , 403−178 , 425(32.67 ) (0 . 8216 ) )]
Longitud 4 = 1,847 m
Longitud Total = Longitud de Drill
Collar + Longitude de Heavy Weight +
Longitude 1+ Longitude 2+ Longitude 3
+ Longitude 4
Longitud Total = 122 m + 114 m + 1,508
m + 1,298 m + 634 m + 1,847 m
Longitud Total = 5,523 m
Si necesitáramos llegar a mayor
profundidad (7000 m) usaríamos utilizar
tubería de 5 plg de 25.6 lb/pie
Longitud 5 = [(305 ,363−229 , 403( 42.19 ) (0 .8216 ) )]
Longitud 5 = 2,916 m
Si tenemos una sarta con una longitud de
5,523 m solo necesitamos 1,477 m de
tubería de 25.6 lb/pie, y así
conservaríamos el mismo margen de jalón
6.15 Longitud de los Dril Collar
en un pozo direccional
Fórmula:
LHPD =
(Peso máximo a cargar x Factor de seguridadWhta x F. flotación x Coseno del ángulo )
Donde:
LHPD =Longitud de Drill Collar en pozo
direccional
Peso máximo a cargar en kg
59
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
Whta. En kg
Ejemplo:
Calcular la longitud de Drill Collar si
tenemos barrena de 12 plg. Carga máxima
de 20 Ton., y un factor de seguridad de 15
% con una densidad de lodo de 1.40
gr/cm3, Drill Collar de 8 x 2 13/16 de 150
lb/pie y un ángulo de desvió de 30°
Sustituyendo los valores en la fórmula
LHPD =
(22,000 kg x 1 .15223 .5 kg/m x 0. . 8216 x Coseno de 30 ° )
LHPD = 144.91 m
6.16 Peso real que recibe la
barrena en un pozo direccional
Fórmula:
PRSB = PSB X Coseno del ángulo
Donde:
PRSB = Peso real sobre la barrena
PSB = Peso sobre barrena
Ejemplo:
Calcular el peso real sobre la barrena en
un pozo direccional que tiene un ángulo
de desvió de 28 grados y peso que se está
cargando según indicador es de 15 Ton.
Sustituyendo los valores en la fórmula
PRSB = 15,000 x coseno (28°)
PRSB = 13.24 Ton.
6.17 Peso que debe marca el
indicador si requerimos un peso
sobre la barrena en un pozo
direccional
Fórmula:
PMI =(PPCCoseno del ángulo )
Donde:
PMI = Peso que debe marcar el indicador
PPC = Peso programado a cargar
Ejemplo:
Calcular el peso que debe marcar el
indicador si requerimos 15 Toneladas
sobre la barrena en un pozo direccional
cuyo ángulo de desvió es de 28 grados
Sustituyendo los valores en la fórmula
PMI = (15 ,000 kgCOSENO DE 28° )
PMI = 16.98 Ton
60
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
Capítulo 7 Cables de
perforación
7.1 Carga máxima utilizando un
cable para perforación tipo boa
de 6 x 19 torcido regular
derecho
Fórmula:
Carga máxima en tonelada=
( [ (Resistencia a la ruptura ) (Num . de lineas ) ]Factor de seguridad )
Carga máxima en toneladas
Resistencia a la ruptura en toneladas/línea
Número de líneas
Factor de seguridad (recomendado 2 a 4
por el API)
Ejemplo:
Calcular carga máxima a 8,10 y 12 líneas
con cable de 1 3/8 con un factor de
seguridad de 3
Sustituyendo los valores en la fórmula
Carga máxima a 8 líneas =
( [ (77 .54 Ton . /línea ) (8 líneas) ]3 )
Carga máxima a 8 líneas = 203.77 Ton
Carga máxima a 10=
( [ (77 .54 Ton/línea ) ( 10 líneas ) ]3 )
Carga máxima a 10 líneas = 258.46 Ton
Carga máxima a 12=
( [ (77 .54 Ton/línea ) ( 12 líneas ) ]3 )
Carga máxima a 12 líneas = 310.16 Ton.
7.2 Número de líneas necesarias
para soportar x peso (es decir a
cuantas líneas se debe guarnir
el block)
Fórmula:
Número de líneas =
( (Carga Máxima flotada ) ( Factor seguridad )Resistencia a la ruptura )
Donde:
La carga máxima flotada = peso total de
la sarta en el aire x factor de flotación
Peso total de la sarta en el aire = al (peso
en lb/pie) x 1.49 (factor de conversión de
lb/pie a kg x m)
Factor de seguridad (2 a 4 recomendado
por el API)
61
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
Ejemplo:
Calcular el número de líneas necesarias
para introducir una TR de con las
siguientes características utilizando un
cable de 1 3/8.
Datos:
Profundidad = 3,500 m
TR 13 3/8” 72 lb/ pie
Densidad de fluido = 1.35 gr/cm3
Factor de seguridad de 3
Paso no. 1
Convertir las lb/pie a kg/m
(72 lb/pie) (1.49) = 107.28 kg/m
Paso no. 2
Calcular el peso por toda la profundidad
Peso en el aire = (107.28 kg/m) (3500 m)
Peso de la sarta en el aire = 375, 480 kg =
375.48 Ton.
Paso no. 3
Calcular factor de flotación
Factor de flotación = 1−( 1.35 gr/cm3
7 .85 gr/cm3 )Factor de flotación = 0.8280
Paso no. 4
Calcular peso flotado
Peso flotado = (375.480 Ton.) (0.8280)
Peso de la sarta flotada = 310.97 Ton.
Sustituyendo los valores en la fórmula
Número de líneas = (310 .897 Ton x 377 . 54 Ton/linea )
Número de líneas = 12 líneas
7.3 Factor de seguridad utilizado
en un cable
Fórmula:
Factor de seguridad =
(Resistencia a la ruptura x Num. de lineasCarga Máxima )
Ejemplo:
Calcular el factor de seguridad que se
utilizo en el guarnido si tenemos 12
líneas, con un cable de 1 3/8 y resultado
del peso flotado es 310.897 Ton.
Sustituyendo los valores en la fórmula
Factor de seguridad=(77 .54 Ton/línea x 12 líneas310 .97 Ton )
Factor de seguridad = 3
7.4 Longitud del cable en metros
Fórmula:
Longitud de cable =
[ ( Altura de mástil ) ( Núm . de líneas + 2 líneas ) ]Donde:
Longitud de cable en metros.
Altura del mástil en metros
Número de líneas (8,10, 12)
62
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
2 líneas (línea del muerto + línea viva))
63
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
Ejemplo:
Calcular la longitud del cable en el
guarnido del mástil con los siguientes
datos:
Altura del mástil = 141 pies
Guarnido a 8 líneas
Sustituyendo los valores en la fórmula
Convertir los pies a metros
(141 pies) (0.3048) = 42.97 m
Longitud de cable en el mástil =
( 42.97 mts x (8 lineas + 2 lineas ) )
Longitud de cable en el mástil = 429.70 m
Nota: pero hay que sumar la longitud que
tienen las vueltas del tambor es decir:
Si tenemos un tambor con un diámetro
de 32 plg. Y 20 vueltas de cable
Fórmula:
Longitud de tambor = perímetro del
tambor x no. de vueltas
Perímetro = (D) (3.1416)
Diámetro en centímetros= (32 plg) (2.54
cm x plg)
Diámetro en centímetros = 81.82
centímetros = 0.8182 m
Perímetro = (0.8182) (3.1416)
Perímetro = 2.57 m
Longitud del cable en el tambor = 2.57 m
x 20 vueltas
Longitud del cable en el tambor = 51.40
m
Nota: si tenemos la longitud del cable en
el mástil y la longitud del cable que hay
en el tambor la debemos sumar es decir:
Longitud total del cable = Longitud de
cable en el mástil + Longitud que tiene el
tambor
Longitud total del cable = 429.70 m +
51.40 m
Longitud total del cable = 481.10 m
7.5 Peso del cable de
perforación
Fórmula:
Peso de cable=[ (Longitud de cable ) (Peso/metro ) ]Donde longitud total del cable = Longitud
de cable del mástil + Longitud que tiene
el tambor
Ejemplo:
Calcular con el ejemplo anterior (481.10
m) el peso del cable de perforación si
tiene un diámetro de 1 ½ plg.
Peso de cable = 481.10 m x 6.200 kg/m
Peso de cable = 2,982.82 kg
64
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
7.6 Toneladas kilómetros en
viaje redondo calculando ´´C´´
Fórmula:
TVR=[ [W 1⋅ P (LP +P ) ]+[2 ⋅ P ( (2 ⋅ A )+ C ) ]1,000,000 ]
Donde:
TVR = toneladas kilómetros viaje
redondo
W1 = Peso ajustado promedio de la TP en
kg
P = Profundidad del viaje redondo en
metros
LP = Longitud de una lingada en metros
A = peso del block en kg
C = (peso de los Drill Collar + peso de
Heavy Weight) – peso ajustado promedio
de la TP flotada
Ejemplo:
Calcular las toneladas kilómetros
metiendo tubería con los siguientes datos
Datos:
P = 6,100 m.
LP = 28 m.
A = 8,000 kg
Densidad = 1.50 gr/cm3
Factor de flotación= 1−( 1. 507 . 85 )
= 0.8089
Drill Collar = 6 ½ X 2 13/16 DE 92
lb/pie 150 m
Heavy Weight = 5 X 3 de 50 lb/pie 100 m
TP = 5 DE 19.5 lb/pie 5,850 m
Paso no. 1
Flotar la sarta
Drill Collar = (92)(1.49)(0.08089) =
110.76 kg/m
Heavy Weight = (74.5)(1.49)(0.8089) =
60.19 kg
TP ºE 2,000 m = (31.12) (2,000) = 62,240
kg
TP ºX 2,000 m = (31.94 (2,000) = 63,880
kg
TP ºG 1,000 m = (32.66 (1,000) = 32,660
kg
TP ºS 850 m = (33.67 (850) = 28,620
kg
Suma =Profundidad = 5850 W=187,400
kg
Peso ajustado promedio de la
Peso ajustado promedio de la TP = 32.03
kg/m en el aire
Peso ajustado promedio de la TP =
(32.03 kg/m) (0.808)= 25.88 kg/m flotada
Paso no. 2
Calcular C
C =
[[( W D.C .+ W HwL . Drill Collar +L . Heavy W . ) (f . flotacion )]−[ Peso de Tp flotada ] ] ( L. Drill Collar + L. Heavy W ) .
C
[[( [ (137 .08 ) (150 ) ] .+ [ (74 .5 ) (100 ) ]250. ) (0 .808 )]− [25 .80 ] ] (250 )
C = (90 .53 kg/m−25 .80 kg/ ) (250 m )
65
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
C = (64 . 50 kg/metro ) (250 metros )
C = 16,162.5 kg
Sustituyendo los valores en la fórmula
TVR =
[ [ (25 . 88 ) (6100 ) (28+6100 ) ]+[ (2 ) (6100 ) (( (2 ) (8000 ) )+16162 .5 )]1,000,000 ]
TVR =
[ [ (157,868 ) (6,128 ) ]+[12,200 ( (16,000 )+16,162 .5 ) ]1,000,000 ]
TVR =
[ (967,415,104 )+[ ( (12 , 200 ) (32,162 .5 ) ) ]1,000,000 ]
TVR =
[ (967,415,104 )+(392 , 582, 500 )1,000,000 ]
TVR = [1,359,797,6041,000,000 ]
TVR = 1359 Ton. /Km viaje redondo
metiendo tubería
Calcular las toneladas kilómetros si se
perfora a 6,500 m y se saca a superficie
con los datos anteriores es decir aumentar
400 metros de tubería ºS-135 a la sarta
Drill Collar = (92) (1.49) (0.8089) =
110.76 kg/m
Heavy Weight = (74.50) (1.49) (0.8089) =
60.19 kg/m
TP ºE 2,000 m = (31.12) (2,000) = 62,240
kg
TP ºX 2,000 m = 31.94 X (2,000) =
63,880 kg
TP ºG 1,000 m = (32.66) (1,000) =
32,660 kg
TP ºS 1,250 m = (33.67) (1,250) = 28,620
kg
Suma = Profundidad = 6,250 m
Peso de la sarta = 200,867 kg
Peso ajustado promedio de la
TP = (200 ,867 kg6,250 metros )
Peso ajustado promedio de la TP = 32.13
kg/m en el aire
Peso ajustado promedio de la TP = (32.13
kg/m) (0.808) = 25.96 kg/m flotada
Calcular C
C = (90.53 kg/m – 25.96 kg/m) (250 m)
C = (64.57 kg/m) (250 m)
C= 16,140 kg
Sustituyendo los valores en la fórmula
TVR =
[ [ (25 .96 ) (6500 ) (28+6500 ) ]+[ (2 ) (6500 ) ([ (2 ) (8000 ) ]+16140 ) ]1,000,000 ]
TVR=
[ [ (168,740 ) (6,528 ) ]+[ (13,000 ) ( (16,000 )+16,140 ) ]1,000,000 ]
TVR [ (1,101,534,720 )+[ ( (13 , 000 ) (32,140 ) ) ]1,000,000 ]
TVR [ (1,101,534,720 )+( 417 ,820 ,000 )1,000,000 ]
TVR [1,519,354,7201,000,000 ]
66
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
TVR = 1,519 Ton./Km viaje Redondo
sacando tubería
Para calcular las toneladas kilómetros
Perforando se realiza la siguiente
operación
Perforando = (Ton/Km sacado v. red.-
Ton/Km metiendo v. red.) Perforando=
(1519 Ton/Km - 1359 Ton/Km ) (3 )
Perforando =480 Ton./Km
Teniendo las Ton./Km metiendo, sacando
y perforando se realiza la siguiente
operación
Metiendo =(1359 Ton/Km
2 ) = 679.5 ½
viaje
Sacando=(1519 To/Km2 )
= 759.5 ½
viaje
Perforando 480 Ton/ Km
TVR=
(679 .5 Ton/Km +759 .5 Ton/Km+480 Ton/Km )
TVR = 1919 Ton./Km
67
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
Capítulo 8 Pozos
direccionales
8.1 Profundidad vertical
verdadera (P.V.V.) en un pozo
direccional
Fórmula:
P.V.V. = Coseno del ángulo de desvió x
Longitud del curso ┼ Profundidad
vertical anterior
Calcular la P.V.V. del siguiente esta
mecánico
Sustituyendo los valores en la fórmula
P.V.V. = Coseno (28 °) X 1600 m ┼ 4100
m
P.V.V. = 5512 m
Nota: con esta profundidad (P.V.V.) se
debe calcular la presión hidrostática en un
pozo direccional
8.2 Desplazamiento en un pozo
direccional
Fórmula:
Desplazamiento = Seno del ángulo de
desvió x Longitud del curso
Calcular el desplazamiento del siguiente
esta mecánico
Sustituyendo los valores en la fórmula
Desplazamiento = Seno (28 °) X 1600 m
Desplazamiento = 751 m
68
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
Capítulo 9 Desconexión seca
9.1 Altura de un bache
Fórmula:
Altura del bache = (56 x DODb -DO )
Donde:
Altura de bache en metros
56 = Constante
DO = densidad original del bache en
gr/cm3
Db = Densidad del bache en gr/cm3
Ejemplo:
Calcular la altura del bache si este tiene
una densidad de 1.90 gr/cm3 y la densidad
original del lodo es de 1.80 gr/cm3
Sustituyendo los valores en la fórmula:
Altura del bache =(56 x 1 .801 .90 -1 .80 )
H = 1008 m
9.2 Volumen de un bache
Fórmula:
Volumen de bache = ( Hb x CI )Donde:
Volumen de bache en litros
Hb = Altura de bache en metros
CI = Capacidad interior de la TP en lts/m
Ejemplo:
Calcular el volumen del bache si la altura
del bache es de 1008 m con una densidad
de 1.90 gr/cm3 y estamos utilizando una
TP de 5 plg de 19.5 lb/pie
CI = 0.5067 X D2
CI = 0.5067 X (4.276)2
CI = 9.26 lts/m
Volumen de bache = 1008 m X 9.26 lts/m
Volumen de bache = 9334 lts
Presión Hidrostática del bache = Altura
del bache x Densidad del bache
Presión Hidrostática del bache = 1008 x
1.90
Presión Hidrostática del bache = 191.52
kg/cm2
69
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
9.3 Densidad de un bache
Fórmula:
Densidad del bache = (Phbache x 10Lbache )
Donde:
Densidad del bache en gr/cm3
Phbache = Presión hidrostática del bache
en kg/cm2
Lbache = Longitud del bache e metros
10 = Constante
Paso 1
Altura del bache =
( Volumen de bacheCapacidad I int erna de la tuberia )
Paso 2
Presión Hidrostática del bache = (Altura
del bache + 56) X Gradiente de lodo
original
Paso 3
PH total = Presión Hidrostática del bache
+ Presión Hidrostática del resto de la
columna
Presión Hidrostática del bache = Altura
del bache X Gradiente de la densidad del
bache
PH resto de la columna = (profundidad –
Altura del bache – 56) x gradiente de la
densidad original
Ejemplo:
Calcular la densidad del bache si tenemos
un volumen de bache de 5000 lts. Y TP
de 19.5 lb/pie y la presión hidrostática
final a la 2426 m profundidad de
Sustituyendo los valores en la fórmula
Hbache = ( 5 , 000 lts
9 .26 lts/mt )Hbache = 540 m
Presión Hidrostática del bache = (540 +
56) X 0.150
Presión Hidrostática del bache = 107.28
kg/cm2
DL = (107 .28 X 10540 )
DLbache = 1.98 gr/cm3
Presión Hidrostática del bache = 540 X
0.198
Phbache = 106.92 kg/cm2
Presión Hidrostática del resto de la
columna = (2426 – 540 – 56) X 0.180
Phresto de la col. = 329.40 kg/cm2
Presión Hidrostática total = 102.60 +
329.40
PHtotal = 436.52 kg/cm2
70
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
Capitulo 10 Cementaciones
10.1 Cálculos a realizar para
realizar tapón por circulación
(TxC)
Ejemplo:
Diámetro de barrena 5 7/8
TR 7
TP 3 ½ 13.3 lb. /pie di 2.764 profundidad
de 4800 m
Longitud de tapón 200 m
Longitud de bache por delante 50 m
Longitud de bache por detrás 50 m
Densidad de la lechada 1-90 gr/cm3
Rendimiento por saco 38.7 lts. /saco
Paso no. 1
Calcular capacidad del agujero sin TP
Capacidad agujero = 0.5067 x D2
Capacidad agujero = 0.5067 x 5.8752
Capacidad agujero = 17.48 lts/m
Paso no. 2
Calcular capacidad interior de TP
Capacidad TP = 0.5067 x D2
Capacidad TP = 0.5067 x 2.7642
Capacidad TP = 3.87 lts/m
Paso no. 3
Calcular el volumen de acero
VA = 0-1898 x 13.3
VA = 2.52 lts/m
Paso no. 4
Calcular capacidad anular del agujero con
TP
Capacidad agujero con
TP = 0.5067 x (D2- d2)
Capacidad agujero con
TP= 0.5067 X (5.8752– 3.52)
Capacidad agujero con tp = 11.3 lts/m
Paso no. 5
Calcular el volumen de la lechada
Volumen de lechada = Capacidad de
agujero sin TP x longitud del tapón
Volumen de lechada = 11.48 lts/m x 200
m
Vol. lechada = 3496 lts
Paso no. 6
Calcular el número de sacos a utilizar
N°. de Sacos = Volumen de lechada /
Rendimiento por sacos
N° . de Sacos = (3496 lts38 .7 lts/sacos )
N°. de Sacos = 90.33 Sacos
Paso no. 7
Calcular longitud de tapón con TP dentro
Longitud de tapón = Vol. lechada / (Cap.
anular con TP + cap. int de TP)
Longitud de tapón = 3,496 lts / (11.3 lts /
m + 3.87 lts/m)
Longitud del tapón = 230.45 M
Paso no. 8
71
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
Calcular cima de tapón sin TP dentro
Cima de tapón sin TP dentro = Longitud
TP – Longitud Tapón
Cima de tapón = 4,800 m – 200 m
Cima de Tapón = 4,600 m
Paso no. 9
Calcular cima de Tapón con TP dentro
Cima de Tapón con TP dentro = Longitud
TP – Longitud tapón con TP dentro
Cima de tapón con TP dentro = 4,800 m –
230.45 m
Cima de Tapón con tp dentro = 4,569.55
Paso no. 10
Calcular el volumen del 1er bache
Volumen 1er bache = Capacidad anular
del agujero con TP x Longitud del 1er
bache
Volumen de lechada 1er bache = 11.3
lts / m x 50 m
Volumen del 1er bache = 565 lts
Paso no. 11
Calcular el volumen del 2do bache
Volumen de lechada 2do bache =
Capacidad interior de TP x Longitud del
2do bache
Volumen de lechada 2do bache = 3. 87
lts/ m x 50 m
Volumen del 2do bache = 193.5 lts
Paso no. 12
Calcular cima de los baches con TP
Cima baches con TP = Cima de cemento
con TP – Longitud de bache
Cima baches con TP = 4,569. 55 m – 50
m
Cima de baches con TP = 4,519.55
Paso no. 13
Calcular el volumen de fluido
desplazador
Volumen de lechada fluido desplazador =
Capacidad interior de TP x profundidad
de cima de bache con TP
Volumen de lechada fluido desplazador =
3.87 lts / m x 4519.55 m
Volumen del fluido desplazador = 17,490
lts
72
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
TABLAS
Tabla 2 Volúmenes del pozo
INTERIOR DE LA SARTA
SECC. DESCRIP. D.E. D.I. FACTOR LTS/MTS L LTS/SECC. LTS A.
1 TP 5 4.276 0.5067 9.26370
034,278.99 34,278.99
2 TP 3.5 2.602 0.5067 3.43108
03,705.01 37,984.00
3 HW 5 2.0625 0.5067 2.16 110 237.10 38,221.10
4 D.C. 4.75 2.25 0.5067 2.57 110 282.17 38,503.27
Volumen en el interior de la sarta 38,503.27
Espacio Anular
DIAMETRO DE AGUJERO 5.875
SECC. DESCRIP. D.E. D.I. FACTOR LTS/MTS L LTS/SECC. LTS A.
5 A - D.C. 5.875 4 3/4 0.5067 6.06 110 666.23 666.23
6 A-H.W. TP 5.875 3.5 0.5067 11.28 390 4,399.98 5,066.21
7 TR -TP 6.002 3.5 0.5067 12.05 700 8,432.40 13,498.61
8 TR - TP 8.535 3.5 0.5067 30.70 100 3,070.41 16,569.02
9 TR - TP 8.535 5 0.5067 24.24370
089,701.62 106,270.64
Volumen en el espacio anular 106,270.64
Tabla 3 Tabla de características del cable tipo boa serie 6 x 19 en diferentes diámetros con torcido
regular derecho con una longitud de 1,500 metros
DIÁMETRO EN PLG2PESO APROXIMADO EN KG X
M
RESISTENCIA A LA RUPTURA
TON X LÍNEA
9/16 0.87 13.48
5/8 1.08 16.67
1 2.75 41.71
1 1/8 3.47 52.49
1 ¼ 4.2 64.47
1 3/8 5.15 77.54
1 1/2 6.2 91.8
73
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
Tabla 4 Tabla de factor de flotación
DENSIDA
D
FACT
DE
FLOT.
DENSIDAD
FACT
DE
FLOT.
DENSIDAD
FACT
DE
FLOT.
DENSIDAD
FACT
DE
FLOT.
1.00 0.8726 1.17 0.8510 1.34 0.8293 1.51 0.8076
1.01 0.8713 1.18 0.8497 1.35 0.8280 1.52 0.8064
1.02 0.8701 1.19 0.8484 1.36 0.8268 1.53 0.8051
1.03 0.8688 1.20 0.8471 1.37 0.8255 1.54 0.8038
1.04 0.8675 1.21 0.8459 1.38 0.8242 1.55 0.8025
1.05 0.8662 1.22 0.8446 1.39 0.8229 1.56 0.8013
1.06 0.8650 1.23 0.8433 1.4 0.8217 1.57 0.8000
1.07 0.8637 1.24 0.8420 1.41 0.8204 1.58 0.7987
1.08 0.8624 1.25 0.8408 1.42 0.8191 1.59 0.7975
1.09 0.8611 1.26 0.8395 1.43 0.8178 1.6 0.7962
1.10 0.8599 1.27 0.8382 1.44 0.8166 1.61 0.7949
1.11 0.8586 1.28 0.8369 1.45 0.8153 1.62 0.7936
1.12 0.8573 1.29 0.8357 1.46 0.8140 1.63 0.7924
1.13 0.8561 1.30 0.8344 1.47 0.8127 1.64 0.7911
1.14 0.8548 1.31 0.8331 1.48 0.8115 1.65 0.7898
1.15 0.8535 1.32 0.8318 1.49 0.8102 1.66 0.7885
1.16 0.8522 1.33 0.8306 1.5 0.8089 1.67 0.7873
Tabla 5 Tabla de características de barrenas ticónicas
DIÁMETRO CONEXIÓN APRIETE PSB RPM TRBNA Q
CONT.
26 7 5/8 31000 14 A 18 100 A 200 20 17 1/2
17 1/2 6 5/8 Reg 31000 14 A 18 100 A 200 13 3/8 12 1/4
14 3/4 6 5/8 Reg 31000 8 A 22 70 A 160 10 3/4 9 1/2
12 1/4 6 5/8 Reg 31000 8 A 22 70 A 160 9 5/8 8 1/2
9 1/2 6 5/8 Reg 31000 6 A 18 75 A 150 7 5/8 5 7/8
8 1/2 4 1/2 Reg 15000 6 A 18 75 A 150 7 5 7/8
6 1/2 3 1/2 Reg 7500 6 A 12 75 A 150 5 4 1/8
6 1/8 3 1/2 Reg 7500 6 A 12 70 A 120 5 4 1/8
74
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
6 3 1/2 Reg 7500 6 A 12 70 A 120 5 4 1/8
5 7/8 3 1/2 Reg 7500 6 A 12 70 A 120 5 4 1/8
Tabla 6 Tabla de conversión de fracción de pulgada a decimal
FRACCIÓ
NDECIMAL FRACCIÓN DECIMAL FRACCIÓN DECIMAL FRACCIÓN DECIMAL
1 1.000 3/4 0.750 1/2 0.500 1/4 0.250
31/32 0.969 23/32 0.719 15/32 0.469 7/32 0.219
15/16 0.938 11/16 0.688 7/16 0.438 3/16 0.188
29/32 0.906 21/32 0.656 13/32 0.406 5/32 0.156
7/8 0.875 5/8 0.625 3/8 0.375 1/8 0.125
27/32 0.844 19/32 0.594 11/32 0.344 3/32 0.094
13/16 0.813 9/16 0.563 5/16 0.313 1/16 0.063
25/32 25/32 17/32 0.531 9/32 0.281 1/32 0.031
Tabla 7 Especificaciones de los lastra barrenas (Drill Collar)
D. E. D. I. W LB/PIE W KG/M CONEXIÓNTORQUE
LB/PIE
BARRENA
DONDE SE
UTILIZA
4 1/8 2 35 52 NC-31 6800 5 5/8
4 3/4 2 50 74.5 NC-35 10800 6 O 6 1/8
4 3/4 2 1/4 47 70.03 NC-35 9200 6 1/2
4 3/4 2 1/4 47 70.03 NC-38 9900 6 1/2
6 1/4 2 13/16 83 123.67 NC-46 22200 8 1/2
6 1/2 2 13/16 92 137.08 NC-46 22900 8 1/2
7 1/4 2 13/16 119 177.31 5 1/2 REG 36000 9 1/2
8 2 13/16 150 223.5 6 5/8 REG 5300012 1/4, 14 3/4,
17 1/2
9 1/2 3 217 323.33 7 5/8 REG 88000 26
9 1/2 3 1/4 213 317.37 7 5/8 REG 83000 26
11 3 1/4 295 439.55 8 5/8 REG 129000 36
11 3 299 445.51 8 5/8 REG 129000 36
75
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
Tabla 8 Tabla de cálculos de algunos factoresFACTOR COMO SE CALCULA DONDE SEUTILIZA
0.5067 0.7854 X 39.37 X 0.016387 Factor de capacidad interior
0.7854 3.1416 / 4 Factor de área del circulo
0.1898 1.49 / 7.85 Factor para calcular el desplazamiento
14.22 2.54 X 2.20 Factor de conversión de lb/ plg2 a kg/cm2
1.49 3.28 / 2.2O Factor de conversión de lb/pie a kg/m
0.0703 1 / 2.542 X 0.454
Tabla 9 Margen de jalón cuando se encuentra la sarta armada (tabla)
SECCI
ON
GRAD
O
PESO
NOMIN
AL EN
LB/PIE
PESO
AJUSTADO
EN KG
LONGIT
UD DE
LA
SECCION
EN MTS
FACTOR DE
FLOTACION
PESO
FLOTAD
O EN KG
PESO
FLOTADO
ACUMULA
DO
RESISTENC
IA A LA
TENSION
MOP
HTA 220 122 0.8222,008.8
022,008.80
HW 50 74.5 114 0.82 6,964.26 28,973.06
TP º E 19.5 31.12 1,508 0.8238,481.7
567,454.81 127,446.00
59,99
1
TP º X 19.5 31.94 1,298 0.8233,995.6
6101,450.47 161,432.00
59,98
2
TP º G 19.5 32.66 634 0.8216,979.2
8118,429.75 178,425.00
59,99
5
TP º S 19.5 33.67 1,847 0.8250,994.5
6169,424.31 229,403.00
59,97
9
TP º S 25.6 42.19 1,477 0.8251,098.0
0220,522.30 305,363.00
84,84
1
T. DE
LONG.7,000
W DE LA
SARTA
220,522.
30
76
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
Tabla 10 Área de 1,2 o 3 toberas en 32 avos. (Tabla).NO DE
TOB
ÁREA CON
1
ÁREA CON
2
ÁREA CON
3
NO DE
TOB
ÁREA CON
1
ÁREA CON
2
ÁREA CON
3
32 0.785 1.571 2.356 16 0.196 0.393 0.589
31 0.737 1.474 2.211 15 0.173 0.345 0.518
30 0.690 1.381 2.071 14 0.150 0.301 0.451
29 0.645 1.290 1.935 13 0.130 0.259 0.389
28 0.601 1.203 1.804 12 0.110 0.221 0.331
27 0.559 1.118 1.677 11 0.093 0.186 0.278
26 0.518 1.037 1.555 10 0.077 0.153 0.230
25 0.479 0.959 1.438 9 0.062 0.124 0.186
24 0.442 0.884 1.325 8 0.049 0.098 0.147
23 0.406 0.811 1.217 7 0.038 0.075 0.113
22 0.371 0.742 1.114 6 0.028 0.055 0.083
21 0.338 0.676 1.015 5 0.019 0.038 0.058
20 0.307 0.614 0.920 4 0.012 0.025 0.037
19 0.277 0.554 0.831 3 0.007 0.014 0.021
18 0.249 0.497 0.746 2 0.003 0.006 0.009
17 0.222 0.443 0.665 1 0.001 0.002 0.002
Tabla 11 Tuberías utilizadas por perforación PEMEXTUBERÍAS UTILIZADAS POR PERFORACIÓN PEMEX
DIÁMETRO
CONEXIÓ
N
PESO
NOMINA
L
(LBS/PIE
)
PESO
AJUSTAD
O
(KG/MT)
GRAD
O
CLASE
(TUBO)
RESIST.
TENSIO
N AL
90% EN
KG.
JUNTAS
(CLASE) ESPESOR
DE
PARED
TORSION
DE
ENROSQU
E (FT-LB)
AMPERAJ
EEX
T.INT. D. EXT.
D.
INT.
NUEVA
5
1/
2
4,77
85 1/2" FH 21,9 35,40 E-75 NUEVA 178820 7" 4" 0,361 27967 1665
5
1/
2
4,77
8G-105 NUEVA 250348 7 1/4"
3
1/2"0,361 36241 2157
5
1/
2
4,77
839,22 NUEVA 7 1/2" 3" 0,361 43585 2594
NUEVA
5
1/
2
4,77
835,40 E-75
PREMIU
M139082 7" 4" 0,361 27967 1665
77
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
5
1/
2
4,77
836,30 X-95
PREMIU
M176171 7"
3
3/4"0,361 31452 1872
5
1/
2
4,77
837,55 G-105
PREMIU
M194715 7 1/4"
3
1/2"0,361 36241 2157
5
1/
2
4,77
839,22 S-135
PREMIU
M250348 7 1/2" 3" 0,361 43585 2594
PREMIUM
5
1/
2
4,77
835,40 E-75
PREMIU
M139082
6
15/32"4" 0,361 19172 1141
5
1/
2
4,77
836,30 X-95
PREMIU
M176171
6
21/32"
3
3/4"0,361 25483 1517
5
1/
2
4,77
837,55 G-105
PREMIU
M194715
6
23/32"
3
1/2"0,361 27645 1646
5
1/
2
4,77
839,22 S-135
PREMIU
M250348
6
15/16"3" 0,361 35446 2110
78
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
DIAMETRO
CONEXIÓ
N
PESO
NOMINA
L
(LBS/PIE)
PESO
AJUSTAD
O
(KG/MT)
GRAD
O
CLASE
(TUBO)
RESIST.
TENSIO
N AL
90% EN
KG.
JUNTAS
(CLASE) ESPESO
R DE
PARED
TORSION
DE
ENROSQU
E (FT-LB)
AMPERAJ
EE
X
T.
INT.D.
EXT.
D.
INT.
NUEVA
54,00
0NC-50 25,60 40,06 E-75 NUEVA 216877 6 3/8" 3 1/2" 0,500 22337 1330
54,00
041,51 X-95 NUEVA 274711 6 1/2" 3" 0,500 28492 1696
54,00
042,19 G-105 NUEVA 303628 6 5/8" 2 3/4" 0,500 31703 1887
54,00
042,19 NUEVA 390379 6 5/8" 2 3/4" 0,500 31703 1887
NUEVA
54,00
040,06 E-75
PREMIU
M168682 6 3/8" 3 1/2" 0,500 22337 1330
54,00
041,51 X-95
PREMIU
M213664 6 1/2" 3" 0,500 28492 1696
54,00
042,19 G-105
PREMIU
M236155 6 5/8" 2 3/4" 0,500 31703 1887
54,00
042,19 S-135
PREMIU
M303628 6 5/8" 2 3/4" 0,500 31703 1887
PREMIUM
54,00
040,06 E-75
PREMIU
M168682
6
1/32"3 1/2" 0,500 20127 1198
54,00
041,51 X-95
PREMIU
M213664
6
7/32"3" 0,500 25569 1522
54,00
042,19 G-105
PREMIU
M236155
6
9/32"2 3/4" 0,500 27438 1633
54,00
042,19 S-135
PREMIU
M303628
6
9/32"2 3/4" 0,500 27438 1633
79
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
DIAMETRO
CONEXIÓ
N
PESO
NOMINA
L
(LBS/PIE
)
PESO
AJUSTAD
O
(KG/MT)
GRAD
O
CLASE
(TUBO)
RESIST.
TENSIO
N AL
90% EN
KG.
JUNTAS
(CLASE) ESPESOR
DE
PARED
TORSION
DE
ENROSQU
E (FT-LB)
AMPERAJ
EEX
T.INT.
D.
EXT.
D.
INT.
NUEVA
5,0
00
4,27
6NC-50 19,50 31,12 E-75 NUEVA 161834 6 3/8"
3
3/4"0,362 18838 1121
54,27
631,94 X-95 NUEVA 204990 6 3/8"
3
1/2"0,362 22345 1330
54,27
632,66 G-105 NUEVA 226568 6 1/2"
3
1/4"0,362 25724 1531
54,27
633,67 S-135 NUEVA 291302 6 5/8"
2
3/4"0,362 31703 1887
NUEVA
54,27
631,12 E-75
PREMIU
M125871 6 3/8"
3
3/4"0,362 18838 1121
54,27
631,94 X-95
PREMIU
M159437 6 3/8"
3
1/2"0,362 22345 1330
54,27
632,66 G-105
PREMIU
M176219 6 1/2"
3
1/4"0,362 25724 1531
54,27
633,67 S-135
PREMIU
M226568 6 5/8"
2
3/4"0,362 31703 1887
PREMIUM
54,27
631,12 E-75
PREMIU
M125871 5 7/8"
3
3/4"0,362 15776 939
54,27
631,94 X-95
PREMIU
M159437
6
1/32"
3
1/2"0,362 19919 1186
54,27
632,66 G-105
PREMIU
M176219
6
3/32"
3
1/4"0,362 21914 1304
54,27
633,67 S-135
PREMIU
M226568
6
5/16"
2
3/4"0,362 28381 1689
80
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
TUBERÍAS UTILIZADAS POR PERFORACIÓN PEMEX
DIÁMETRO
CONEXIÓ
N
PESO
NOMINA
L
(LBS/PIE)
PESO
AJUSTAD
O
(KG/MT)
GRAD
O
CLASE
(TUBO)
RESIST.
TENSIÓ
N AL
90% EN
KG.
JUNTAS
(CLASE) ESPESO
R DE
PARED
TORSIÓN
DE
ENROSQU
E (FT-LB)
AMPERAJ
EE
X
T.
INT. D. EXT.D.
INT.
NUEVA
4
1/
2
3,64
0NC-46 20,00 32,91 E-75 NUEVA 168692 6 1/4" 3" 0,430 19829 1180
33,61 X-95 NUEVA 213676 6 1/4" 2 3/4" 0,430 22436 1335
4
1/
2
3,64
033,90 G-105 NUEVA 236168 6 1/4" 2 1/2" 0,430 24815 1477
4
1/
2
3,64
034,16 S-135 NUEVA 303645 6 1/4" 2 1/2" 0,430 24815 1477
NUEVA
4
1/
2
3,64
032,91 E-75
PREMIU
M131205 6 1/4" 3" 0,430 19829 1180
4
1/
2
3,64
033,61 X-95
PREMIU
M166193 6 1/4" 2 3/4" 0,430 22436 1335
4
1/
2
3,64
033,90 G-105
PREMIU
M183687 6 1/4" 2 1/2" 0,430 24815 1477
4
1/
2
3,64
034,16 S-135
PREMIU
M236168 6 1/4" 2 1/2" 0,430 24815 1477
PREMIUM
4
1/
2
3,64
032,91 E-75
PREMIU
M131205 5 1/2" 3" 0,430 14288 850
4
1/
2
3,64
033,61 X-95
PREMIU
M166193
5
21/32"2 3/4" 0,430 18083 1076
4
1/
2
3,64
033,90 G-105
PREMIU
M183687
5
23/32"2 1/2" 0,430 19644 1169
4
1/
2
3,64
034,16 S-135
PREMIU
M236168
5
23/32"2 1/2" 0,430 19644 1169
81
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
DIAMETRO
CONEXIÓ
N
PESO
NOMINA
L
(LBS/PIE)
PESO
AJUSTAD
O
(KG/MT)
GRAD
O
CLASE
(TUBO)
RESIST.
TENSIO
N AL
90% EN
KG.
JUNTAS
(CLASE) ESPESO
R DE
PARED
TORSION
DE
ENROSQU
E (FT-LB)
AMPERAJ
EE
X
T.
INT. D. EXT.D.
INT.
NUEVA
4
1/
2
3,82
6NC-46 16,60 27,37 E-75 NUEVA 135228 6 1/4" 3 1/4" 0,337 16997 1012
4
1/
2
3,82
628,13 X-95 NUEVA 171289 6 1/4" 3 1/4" 0,337 16997 1012
4
1/
2
3,82
628,13 G-105 NUEVA 189319 6 1/4" 3" 0,337 19829 1180
4
1/
2
3,82
628,44 S-135 NUEVA 243411 6 1/4" 2 3/4" 0,337 22436 1335
NUEVA
4
1/
2
3,82
627,37 E-75
PREMIU
M105177 6 1/4" 3 1/4" 0,337 16997 1012
4
1/
2
3,82
628,13 X-95
PREMIU
M133225 6 1/4" 3 1/4" 0,337 16997 1012
4
1/
2
3,82
628,13 G-105
PREMIU
M147248 6 1/4" 3" 0,337 19829 1180
4
1/
2
3,82
628,44 S-135
PREMIU
M189319 6 1/4" 2 3/4" 0,337 22436 1335
PREMIUM
4
1/
2
3,82
627,37 E-75
PREMIU
M105177
5
13/32"3 1/4" 0,337 12085 719
4
1/
2
3,82
628,13 X-95
PREMIU
M133225
5
17/32"3 1/4" 0,337 15035 895
4
1/
2
3,82
628,13 G-105
PREMIU
M147248
5
19/32"3" 0,337 16546 985
4
1/
2
3,82
628,44 S-135
PREMIU
M189319
5
/25/32"2 3/4" 0,337 21230 1264
82
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
DIAMETRO
CONEXIÓ
N
PESO
NOMINA
L
(LBS/PIE)
PESO
AJUSTAD
O
(KG/MT)
GRAD
O
CLASE
(TUBO)
RESIST.
TENSIO
N AL
90% EN
KG.
JUNTAS
(CLASE) ESPESO
R DE
PARED
TORSION
DE
ENROSQU
E (FT-LB)
AMPERAJ
EE
X
T.
INT. D. EXT. D. INT.
NUEVA
3
1/
2
2,60
2NC-38 15,50 24,42 E-75 NUEVA 132044 5"
2
9/16"0,449 10163 605
3
1/
2
2,60
223,095 24,86 X-95 NUEVA 167256 5"
2
7/16"0,449 11106 661
3
1/
2
2,60
225,15 G-105 NUEVA 184862 5" 2 1/8" 0,449 13258 789
3
1/
2
2,60
226,16 S-135 NUEVA 237680 5" 2 1/8" 0,449 13258 789
NUEVA
3
1/
2
2,60
224,42 E-75
PREMIU
M102701 5"
2
9/16"0,449 10163 605
3
1/
2
2,60
224,86 X-95
PREMIU
M130088 5"
2
7/16"0,449 11106 661
3
1/
2
2,60
225,15 G-105
PREMIU
M143782 5" 2 1/8" 0,449 13258 789
3
1/
2
2,60
226,16 S-135
PREMIU
M184862 5" 2 1/8" 0,449 13258 789
PREMIUM
3
1/
2
2,60
224,42 E-75
PREMIU
M102701
4
17/32"
2
9/16"0,449 7785 463
3
1/
2
2,60
224,86 X-95
PREMIU
M130088
4
21/32"
2
7/16"0,449 9879 588
3
1/
2
2,60
225,15 G-105
PREMIU
M143782
4
23/32"2 1/8" 0,449 10957 652
3
1/
2
2,60
226,16 S-135
PREMIU
M184862
4
23/32"2 1/8" 0,449 10957 652
83
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
TUBERIAS UTILIZADAS POR PERFORACIÓN PEMEX
DIAMETRO
CONEXIÓ
N
PESO
NOMINA
L
(LBS/PIE)
PESO
AJUSTAD
O
(KG/MT)
GRAD
O
CLASE
(TUBO)
RESIST.
TENSIO
N AL
90% EN
KG.
JUNTAS (CLASE)
ESPESO
R DE
PARED
TORSION
DE
ENROSQU
E (FT-LB)
AMPERAJ
EE
X
T.
INT. D. EXT. D. INT.
NUEVA
3
1/
2
2,76
4NC-38 13,30 20,52 E-75 NUEVA 111097 4 3/4"
2
11/16"0,368 9054 539
3
1/
2
2,76
419,817 21,47 X-95 NUEVA 140723 5" 2 9/16" 0,368 10163 605
3
1/
2
2,76
421,59 G-105 NUEVA 155536 5" 2 7/16" 0,368 11106 661
3
1/
2
2,76
421,88 S-135 NUEVA 199974 5" 2 1/8" 0,368 13258 789
NUEVA
3
1/
2
2,76
420,52 E-75
PREMIU
M86409 4 3/4"
2
11/16"0,368 9054 539
3
1/
2
2,76
421,47 X-95
PREMIU
M109451 5" 2 9/16" 0,368 10163 605
3
1/
2
2,76
421,59 G-105
PREMIU
M120972 5" 2 7/16" 0,368 11106 661
3
1/
2
2,76
421,88 S-135
PREMIU
M155536 5" 2 1/8" 0,368 13258 789
PREMIUM
3
1/
2
2,76
420,52 E-75
PREMIU
M86409 4 1/2"
2
11/16"0,368 7274 433
3
1/
2
2,76
421,47 X-95
PREMIU
M109451
4
19/32"2 9/16" 0,368 8822 525
3
1/
2
2,76
421,59 G-105
PREMIU
M120972
4
21/32"2 7/16" 0,368 9879 588
3
1/
2
2,76
421,88 S-135
PREMIU
M155536
4
13/16"2 1/8" 0,368 12614 751
84
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
DIAMETRO
CONEXIÓ
N
PESO
NOMINA
L
(LBS/PIE)
PESO
AJUSTAD
O
(KG/MT)
GRAD
O
CLASE
(TUBO)
RESIST.
TENSIO
N AL
90% EN
KG.
JUNTAS
(CLASE) ESPESO
R DE
PARED
TORSION
DE
ENROSQU
E (FT-LB)
AMPERAJ
EE
X
T.
INT.D.
EXT.
D.
INT.
NUEVA
2
7/
8
2,15
1NC-26 10,40 16,03 E-75 NUEVA 87686 3 3/8" 1 3/4" 0,362 3438 205
2
7/
8
2,15
115,496 16,33 X-95 NUEVA 111069 3 3/8" 1 3/4" 0,362 3438 205
2
7/
8
2,15
116,33 G-105 NUEVA 122761 3 3/8" 1 3/4" 0,362 3438 205
2
7/
8
2,15
116,95 S-135 NUEVA 157835 3 3/8" 1 3/4" 0,362 3438 205
NUEVA
2
7/
8
2,15
116,03 E-75
PREMIU
M68200 3 3/8" 1 3/4" 0,362 3438 205
2
7/
8
2,15
116,33 X-95
PREMIU
M86387 3 3/8" 1 3/4" 0,362 3438 205
2
7/
8
2,15
116,33 G-105
PREMIU
M95481 3 3/8" 1 3/4" 0,362 3438 205
2
7/
8
2,15
116,95 S-135
PREMIU
M122761 3 3/8" 1 3/4" 0,362 3438 205
PREMIUM
2
7/
8
2,15
116,03 E-75
PREMIU
M68200
3
1/16"1 3/4" 0,362 2467 147
2
7/
8
2,15
116,33 X-95
PREMIU
M86387 3 1/4" 1 3/4" 0,362 3005 179
2
7/
8
2,15
116,33 G-105
PREMIU
M95481
3
9/16"1 3/4" 0,362 3279 195
2
7/
8
2,15
116,95 S-135
PREMIU
M122761
3
9/16"1 3/4" 0,362 3279 195
85
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
DIAMETRO
CONEXIÓN
PESO
NOMINA
L
(LBS/PIE)
PESO
AJUSTAD
O
(KG/MT)
GRAD
O
CLASE
(TUBO)
RESIST.
TENSIO
N AL
90% EN
KG.
JUNTAS
(CLASE) ESPESO
R DE
PARED
TORSION
DE
ENROSQU
E (FT-LB)
AMPERAJ
EE
X
T.
INT.D.
EXT.
D.
INT.
NUEVA
2
7/
8
2,44
1NC-26 6,85 16,03 E-75 NUEVA 55596 3 3/8" 1 3/4" 0,217 3438 205
2
7/
8
2,44
110,2065 16,33 X-95 NUEVA 70422 3 3/8" 1 3/4" 0,217 3438 205
2
7/
8
2,44
116,33 G-105 NUEVA 77835 3 3/8" 1 3/4" 0,217 3438 205
2
7/
8
2,44
116,95 S-135 NUEVA 100073 3 3/8" 1 3/4" 0,217 3438 205
NUEVA
2
7/
8
2,44
116,03 E-75
PREMIU
M43242 3 3/8" 1 3/4" 0,217 3438 205
2
7/
8
2,44
116,33 X-95
PREMIU
M54773 3 3/8" 1 3/4" 0,217 3438 205
2
7/
8
2,44
116,33 G-105
PREMIU
M60538 3 3/8" 1 3/4" 0,217 3438 205
2
7/
8
2,44
116,95 S-135
PREMIU
M77835 3 3/8" 1 3/4" 0,217 3438 205
PREMIUM
2
7/
8
2,44
116,03 E-75
PREMIU
M43242
3
1/16"1 3/4" 0,217 2467 147
2
7/
8
2,44
116,33 X-95
PREMIU
M54773 3 1/4" 1 3/4" 0,217 3005 179
2
7/
8
2,44
116,33 G-105
PREMIU
M60538
3
9/16"1 3/4" 0,217 3279 195
2
7/
8
2,44
116,95 S-135
PREMIU
M77835
3
9/16"1 3/4" 0,217 3279 195
2
7/
2,15
1
WT-
26H,D.
10,4 15,63 G-105 NUEVA 122761 3 3/8" 1 3/4" 0,362 7000 417
86
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
8
2
7/
8
2,15
115,63 S-135 NUEVA 157835 3 3/8" 1 3/4" 0,362 7000 417
87
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
TUBERIAS UTILIZADAS POR PERFORACIÓN PEMEX
DIAMETRO
CONEXIÓ
N
PESO
NOMINA
L
(LBS/PIE)
PESO
AJUSTAD
O
(KG/MT)
GRAD
O
CLASE
(TUBO)
RESIST.
TENSIO
N AL
90% EN
KG.
JUNTAS
(CLASE) ESPESO
R DE
PARED
TORSION
DE
ENROSQU
E (FT-LB)
AMPERAJ
EE
X
T.
INT.D.
EXT.
D.
INT.
NUEVA
2
7/
8
2,15
1PH-6 10,40 16,03 E-75 NUEVA 87687 3 5/8" 2 1/8" 0,362 5625 335
2
7/
8
2,15
115,496 16,33 X-95 NUEVA 111070 3 5/8" 2 1/8" 0,362 5625 335
2
7/
8
2,15
116,33 G-105 NUEVA 122761 3 5/8" 2 1/8" 0,362 5625 335
2
7/
8
2,15
116,95 S-135 NUEVA 157836 3 5/8" 2 1/8" 0,362 5625 335
NUEVA
2
7/
8
2,15
116,03 E-75
PREMIU
M68201 3 5/8" 2 1/8" 0,362 5625 335
2
7/
8
2,15
116,33 X-95
PREMIU
M86388 3 5/8" 2 1/8" 0,362 5625 335
2
7/
8
2,15
116,33 G-105
PREMIU
M95481 3 5/8" 2 1/8" 0,362 5625 335
2
7/
8
2,15
116,95 S-135
PREMIU
M122761 3 5/8" 2 1/8" 0,362 5625 335
PREMIUM
2
7/
8
2,15
116,03 E-75
PREMIU
M68201 3 5/8" 2 1/8" 0,362 5625 335
2
7/
8
2,15
116,33 X-95
PREMIU
M86388 3 5/8" 2 1/8" 0,362 5625 335
2
7/
8
2,15
116,33 G-105
PREMIU
M95481 3 5/8" 2 1/8" 0,362 5625 335
2
7/
8
2,15
116,95 S-135
PREMIU
M122761 3 5/8" 2 1/8" 0,362 5625 335
88
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
DIAMETRO
CONEXIÓ
N
PESO
NOMINA
L
(LBS/PIE)
PESO
AJUSTAD
O
(KG/MT)
GRAD
O
CLASE
(TUBO)
RESIST.
TENSIO
N AL
90% EN
KG.
JUNTAS
(CLASE) ESPESO
R DE
PARED
TORSION
DE
ENROSQU
E (FT-
LB)
AMPERAJ
EE
X
T.
INT.D.
EXT.
D.
INT.
NUEVA
2
3/
8
1,81
5NC-26 6,65 10,31 E-75 NUEVA 56542 3 3/8" 1 3/4" 0,280 3438 205
2
3/
8
1,81
59,9085 10,44 X-95 NUEVA 71620 3 3/8" 1 3/4" 0,280 3438 205
2
3/
8
1,81
510,44 G-105 NUEVA 79159 3 3/8" 1 3/4" 0,280 3438 205
2
3/
8
1,81
5S-135 NUEVA 101776 3 3/8" 1 3/4" 0,280 3438 205
NUEVA
2
3/
8
1,81
510,31 E-75
PREMIU
M43977 3 3/8" 1 3/4" 0,280 3438 205
2
3/
8
1,81
510,44 X-95
PREMIU
M55705 3 3/8" 1 3/4" 0,280 3438 205
2
3/
8
1,81
510,44 G-105
PREMIU
M61568 3 3/8" 1 3/4" 0,280 3438 205
2
3/
8
1,81
5S-135
PREMIU
M79159 3 3/8" 1 3/4" 0,280 3438 205
PREMIUM
2
3/
8
1,81
510,31 E-75
PREMIU
M43977
3
1/16"1 3/4" 0,280 2467 147
2
3/
8
1,81
510,44 X-95
PREMIU
M55705 3 1/4" 1 3/4" 0,280 3005 179
2
3/
8
1,81
510,44 G-105
PREMIU
M61568
3
9/16"1 3/4" 0,280 3279 195
2
3/
8
1,81
5S-135
PREMIU
M79159
3
9/16"1 3/4" 0,280 3279 195
TUBERIA PESADA (HEAVY WATE)
89
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
DIAMETRO
CONEXIÓ
N
PESO
NOMINA
L
(LBS/PIE)
PESO
AJUSTAD
O
(KG/MT)
GRAD
O
RECALCAD
O CENTRAL
(plg)
RESIST.
TENSIO
N AL
90% EN
KG.
JUNTAS
(CLASE) ESPESO
R DE
PARED
TORSION
DE
ENROSQU
E (FT-LB)
AMPERAJ
EE
X
T.
INT.D.
EXT.
D.
INT.
53,00
0NC-50 50,00 74,50 D-55 5 1/2" 314159 6 1/2"
3
1/16"1,000 29400 1750
4
1/
2
2,75
0NC-46 42 62,58 D-55 5" 249118 6 1/4" 2 7/8" 0,875 21800 1298
3
1/
2
2,06
3NC-38 26 38,74 D-55 4" 157003 6 3/8" 3 1/2" 0,719 9900 589
FLECHAS HEXAGONALES Y CUADRADAS
DIAMETRO CONEXIÓN
PESO NOMINAL KG AMP.
TORSION DE ENROSQUE LBS/PIE
EXT
.INT. PIÑON CAJA CAJA PIÑON
5
1/43 NC-50 6 5/8" REG IZQ. 1160 1756 50000 29500
4
1/42,250 NC-38 6 5/8" REG IZQ. 791 589 50000 9900
3
1/22,250 NC-38 6 5/8" REG IZQ. 600 589 50000 9900
3
1/22,250 NC-38 4 1/2"REG IZQ. 600 729 16700 12255
2
1/21,500 NC-26 4 1/2"REG IZQ. 359 252 20600 4230
LASTRABARRENAS DE DIFERENTES DIAMETROS
DIAM.
EXT.DIAM. INT.
PESO
LBS/PIE
PESO
KGS/MT.CONEXIÓN
TORQUE
(LBS/PIE)
3 1/8" 1" 23 34,27 2 3/8" REG. 3000
3 3/4" 1 1/2" 32 47,68 2 7/8" REG. 4900
4 1/8" 2" 35 52,15 NC-31 6800
4 3/4" 2" 50 74,5 NC-35 10800
90
Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
4 3/4" 2 1/4" 47 70,03 NC-35 9200
4 3/4" 2 1/4" 47 70,03 NC-38 9900
5" 2 1/4" 53 78,97 NC-38 12800
5" 2" 56 83,44 NC-38 13800
6 1/4" 2 13/16" 83 123,67 NC-46 22200
6 1/2" 2 13/16" 92 137,08 NC-46 22900
7 1/4" 2 13/16" 119 177,31 5 1/2" REG. 36000
7 3/4" 2 13/16" 139 207,11 6 5/8" REG. 53400
8" 2 13/16" 150 223,5 6 5/8" REG. 53000
9 1/2" 3" 217 323,33 7 5/8" REG. 88000
9 1/2" 3 1/4" 213 317,37 7 5/8" REG. 83000
11" 3 1/4" 295 439,55 8 5/8" REG. 129000
11" 3" 299 445,51 8 5/8" REG. 129000
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Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
APRIETE RECOMENDADO PARA BNA'S TRICONICAS Y DE DIAMANTE
DIAMETRO DE LAS
BARRENAS (plg)
TAMAÑO DEL PIÑON A.P.I.
REG. (plg)
TORQUE RECOMENDADO
LBS/PIE KGS/MT.
MIN. MAX. MIN. MAX.
36"-20" 8 5/8" 40.000 60.000 5.530 8.300
18 1/2"-14 3/4" 7 5/8" 34.000 40.000 4.700 5.530
12 1/4"-8 5/8" 6 5/8" 28.000 32.000 3.870 4.420
8 1/2"-8 1/4" 4 1/2" 12.000 16.000 16.660 2.210
6 1/2"-5 5/8" 3 1/2" 7.000 9.000 970 1.240
4 1/8"-4" 2 3/8" 3.000 3.500 410 480
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Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…
Conclusiones
Este manual se fue construyendo por el autor a medida que realizaba las encomiendas que
se le encargaban en la vida profesional.
En las instituciones de enseñanza discute uno, por lo general, con estudiantes y maestros
que tienen un nivel adecuado de preparación en matemáticas y física. Sin embargo, en la
vida profesional nos tenemos que comunicar con personas de diferente nivel cultural o de
diferente cultura. Esta comunicación no siempre es sencilla. La visión que tiene una
persona que no estudió ingeniería o física-matemáticas a nivel licenciatura es diferente.
Pasa igual que en la construcción cuando se quiere comunicar a personal de campo no bien
preparado un detalle en la obra, por lo general observamos que el personal de campo no
dibuja los detalles como se hace en la vida profesional. Sus dibujos son más semejantes a
los realizados por los niños pequeños. Esta semejanza no es fortuita, es precisamente la
forma en que se construye el conocimiento. Así, debe uno tratar al personal de campo
según su nivel de conocimientos, entender que para ellos hay conceptos que no están claros
como pueden ser los de velocidad, volumen, superficie, etc. Y explicarlos de la forma más
simple y práctica.
Este manual cumple con una función muy específica, es la de ayuda a personal de campo
en la perforación de pozos petroleros, en una forma simple y rápida para responder a las
necesidades del campo.
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Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera
Bibliografía
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Continental.
Schlumberger, Manual de cementación, junio 2004.
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Pemex, manual de I.T.P. y coordinador de perforación y mantenimiento de pozos, primera edición 2003.
Pemex, manual de ayudante de perforador (cabo), perforador y malacatero, junio2003.
Schlumberger, mecanismo de desplazamiento en cementaciones primarias.
Mccray, A. and Cole, Tecnología de la perforación de pozos petroleros.
Schlumberger, drilling school, septiembre 2001.
Pemex, procedimientos de operación de ingeniería petrolera, septiembre 1999.
Pemex, diseño de tubería de revestimiento, junio2003.
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