programa conceptual de...
TRANSCRIPT
PROGRAMA CONCEPTUAL DE PERFORACIÓN
Wilson Raúl Carreño Velasco
Estado mecánico
En la etapa de planeación se determina La presión de formación y el gradiente de fractura esperados. Con esta información se determina el peso de lodo requerido para perforar el pozo y las profundidades planeadas para correr revestimiento
Estado mecánico
¿Para qué se corre revestimientos?
Estado mecánico
¿Para qué se corre revestimientos?
• Para mantener el hueco abierto.
• Para aislar zonas con diferentes fluidos / diferentes comportamientos de presión.
• Para evitar contaminación de aguas superficiales
• Para transportar hidrocarburos de fondo a superficie.
• Para conectar BOPs y luego el arbol de navidad.
• Para tener diametros y profundidades conocidas.
Estado mecánico
Dato Fuente
1. Presión de formación (Psi) Registros de pozos de correlación, análisis de registros.
2. profundidad de sentamiento de
casing (ft)Pozos de correlación, cálculo de kick tolerance.
3. Gradiente de fractura (psi/ft) o
presión de fractura (ppg o psi) a
profundidad de sentamiento de casing.
Pozos de correlación, registro de pozos, cálculos de
gradiente de fractura.
4. Densidad del lodo (ppg).Pozos de correlación, registro de pozos, cálculos de
gradiente de fractura.
5. Nivel medio de agua del mar (ft). Medición.
6. Grados y pesos de casing disponibles. Reporte de disponibilidad.
7. Propiedades de resistencia (colapso,
estallido, tensión)API, o catálogo del fabricante
8. Temperatura geotérmica Pozos de correlación
Datos requeridos para diseño de casing
Estado mecánico
Datos Necesarios para cada sección
Casing O.D. inches 20" 13 3/8" 9 5/8"Profundidad de sentamiento (TVD)
Grado y peso del casing (lb/ft)
I.D. in
Diámetro drift, in
Tipo de conexión (Coupling)
Presión de colapso, psi
Presión de estallido, psi
Límite elástico del cuerpo (lbf X 1000)
Tensión máxima de la conexión (lbf X 1000)
Densidad de lodo para perforar el hueco de este
casing (ppg)
Densidad de lodo para perforar el siguiente hueco
(ppg)
Presión de formación esperada en el siguiente TD
(psi)
Gradiente de fractura a la profundidad de
sentamiento del casing (psi/ft)
Profundidad de la columna de lodo (ft)
Gradiente geotermico (°F/ft)
Estado mecánico
El diseño del revestimiento se realiza partiendo del fondo, considerando que la presión hidrostática del lodo usado en fondo no exceda el gradiente de fractura de la parte superior de la sección
Estado mecánico
1. Tubo conductor: puede ser perforado o hincado, debe ser cementado hasta superficie. Su objetivo es aislar acuíferos superficiales y servir de soporte para instalar sistemas de control de pozos y los siguientes casings. 18 5/8” – 30”
2. Casing de superficie: se corre para evitar derrumbe de formaciones débiles, debe sentarse en una formación competente que soporte la hidrostática de la siguiente sección, brinda protección contra blowouts superficiales y soporta el sistema principal de preventoras. 13 3/8” – 20”
Estado mecánico
3. Casing intermedio: Sentado usualmente en la zona de transición por debajo o por arriba de formaciones sobre presurizadas. Debe asegurar buena cementación para aislar las zonas de acuíferos de zonas de hidrocarburos. 9 5/8” – 10 ¾”.
4. Casing de producción: es la última sarta corrida, aísla zonas productoras, da control al fluido del yacimiento y permite producción selectiva. 4 ½” – 7”.
Estado mecánico 5. Liners: Sección de casing que no llega hasta superficie.
Estado mecánico Razones para uso de liners • Control de pozo • Economía • Instalación rápida • Corrección de desgaste en la última tubería de
revestimiento cementada • Reducción de los volúmenes de cemento
requeridos • Permite usar tuberías de producción de mayor
diámetro • Permite el uso de sartas de perforación
combinadas más resistentes Video 16
Diseño Estado mecánico
2. Criterio Por Colapso
Calcular la carga por colapso que debe soportar el revestimiento.
Diseño Estado mecánico
2. Criterio por estallido
Calcular la máxima carga por estallido que debe soportar el revestimiento
Diseño Estado mecánico
1. Criterio Por Tensión
Calcular la Carga Axial que debe soportar la última Junta de Revestimiento.
Criterio por Colapso
1. Se asume el casing vacio.
2. Presión dentro del casing es cero.
3. No hay cemento fuera del casing.
Presión de Colapso = Presión externa - Presión interna
Criterio por Colapso
Criterio por Estallido El estallido se produce cuando los fluidos de formación entran en el casing durante la perforación o la producción siguiente pozo. En la mayoría de los casos, la máxima presión de formación se encuentra al alcanzar la TD de la siguiente sección del pozo
Criterio por Estallido
Kick ilimitado
En este escenario entra gas al pozo y desplaza completamente el lodo. Actualmente en condiciones de perforación este no es un escenario realista.
En pozos de producción de gas este escenario si puede presentarse si llega a existir comunicación entre el liner de producción y el casing.
Criterio por Estallido
Kick limitado
Es una condición más realista para la mayoría de los pozos y los diseños.
Para este método se asume un valor de kick realista y se calculan valores de presión en el zapato y en superficie mientras se circula el kick a superficie usando el método del perforador
Criterio por Estallido Presión Externa En la práctica, a pesar de cementar parcial o totalmente el casing, la presión externa no está basada en la columna de cemento. 1. No se garantiza continuidad en la columna de
cemento. 2. Lodo atrapado dentro del cemento transmitiría
al casing la presión hidrostática de la columna de cemento.
3. El cemento es altamente poroso pero poco permeable, en teoría la presión de formación se transmitiría al casing
Criterio por Estallido Presión Externa
Métodos usados por la industria
1. Presión externa = 0.465 psi/ft x CSD (ft)
2. Presión externa = Max presión de poro esperada
3. En casing sin cemento usa en la parte externa una columna de lodo para balancear la menor presión de poro.
Criterio por Estallido Casing Superficial e Intermedio
Métodos usados por la industria
1. Presión externa = 0.465 psi/ft x CSD (ft)
2. Presión externa = Max presión de poro esperada
3. En casing sin cemento usa en la parte externa una columna de lodo para balancear la menor presión de poro.
Criterio por Estallido El peor caso se produce cuando la fuga de gas se presenta en el tope del tubing.
Criterio por Estallido Presión de estallido = P interna – P externa
Presión de estallido = (B1) =Pf - G x CSD
Estallido en el zapatp(B2)= B1 + 0.052 ρp x CSD - CSD x 0.465
Donde:
G = Gradiente de gas, normalmente 0.1 psi/ft
Pf = Presión de formación en el zapato, psi
ρp = Densidad del fluido de completamiento, ppg
0.465 = Densidad del fluido fuera del casing en el peor caso, psi/ft.
Diseño Estado mecánico
La tubería que se seleccione para revestir el pozo debe soportar las cargas por tensión, estallido y colapso determinadas para el pozo. Los factores de diseño establecidos para cada diseño son los siguientes:
Corrida de casing
Video 14
Video 14 A
Video 14B
Video 15
GRACIAS