5.1. Diseños de Casing

8/9/2019 5.1. Diseos de Casing

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PRINCIPIOS DEL DISEO DE REVESTIMIENTOS

El diseo de un programa de revestimientos envuelve Pro!undidades de asentamiento Tamaos de revestimiento "rados del a#ero

Esto permitir$ la per!ora#i%n segura & un #ompletamiento para la

#on!igura#i%n de produ##i%n deseada'

( menudo la sele##i%n de esos par$metros de diseo es #ontrolada por unnumero de !a#tores) tales #omo

Condi#iones geol%gi#as Pro*lemas de +ue#o Numero & tamaos del tu*ing de produ##i%n El sistema de levantamiento arti!i#ial Pol,ti#as de empresa Regula#iones gu*ernamentales


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De los mu#+os diseos de revestimiento -ue +an sido desarrollados por aos)la ma&or,a est$n *asados en el #on#epto de m$.ima #arga' En el presentem/todo una sarta de revestimiento es diseada para resistir partiduras derevestimiento) el estallido) el #olapso) #orrosi%n & otros pro*lemas aso#iados#on la #ondi#iones de per!ora#i%n'

Para o*tener el mas e#on%mi#o diseo) la sarta de revestimiento a menudo#onsiste de m0ltiples se##iones de di!erentes grados de a#ero) espesores depared & tipos de #ouplings' De manera -ue una sarta de revestimiento esllamada una sarta #om*inada' (+orros de #ostos puede algunas ve#es seral#an1ados #on el uso de sarta #om*inada de liner tie2*a#3) en lugar de una#ompleta sarta #orrida de super!i#ie a !ondo'


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La sele##i%n del n0mero de sartas de revestimiento & sus respe#tivaspro!undidades de asentamiento est$n *asadas en #ondi#iones geol%gi#as & laprote##i%n de a#u,!eros de aguas !res#as' Por e4emplo) en algunas $reas unrevestimiento se sienta para #u*rir 1onas #on !uertes perdidas de #ir#ula#i%n)mientras en otras) puede ser determinado por pro*lemas de pegasdi!eren#iales o -ui1$s una disminu#i%n en la presi%n de poro de la !orma#i%n'

En po1os pro!undos) la primera #onsidera#i%n es #onseguir #ontrol a lapresi%n anormal & su aislamiento desde 1onas someras d/*iles o para#ontrolar #apas de sal las #uales tienden a !luir pl$sti#amente'

La sele##i%n del asentamiento de revestimientos para el prop%sito de #ontrol

de presi%n) re-uiere un #ono#imiento de la presi%n de poro & el gradiente de!ra#tura de la !orma#i%n a ser per!orada'

5na ve1 la in!orma#i%n esta disponi*le) la pro!undidad de asentamiento derevestimiento de*er$ ser determinada para la sarta mas pro!unda -ue ser$#orrida en el po1o'

PRO65NDID(D DE (SENT(MIENTO


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Disear las su#esivas pro!undidades de asentamiento puede ser seguidodesde la sarta de !ondo a super!i#ie' 5n t,pi#o e4emplo es presentado en la6ig' 7' el #ual ilustra la rela#i%n entre el gradiente de presi%n) el gradiente de!ra#tura #on la pro!undidad'


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El prin#ipio mas all$ de la sele##i%n del asentamiento del revestimientointermedio es primero #ontrolar la presi%n de la !orma#i%n #on la presi%n+idrost$ti#a del !luido de per!ora#i%n' Enton#es) una ve1 esas pro!undidades+an sido determinadas) la presi%n di!eren#ial a lo largo de la longitud de la

se##i%n de tu*er,a es veri!i#ada para prevenir las pegas de tu*er,a mientrasse esta per!orando o #orriendo revestimiento'

Desde la 6ig' 8' el gradiente de presi%n de la !orma#i%n a 79::: !t es :'9:;psi

REVESTIMIENTO P(R( L( SECCI?N INTERMEDI( DEL PO@O


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Cuando se +a determinado el gradiente de presi%n del po1o) esta

#onsidera#i%n se da para m$rgenes de via4e para #ontrolar presiones dea#+i-ue) el in#remento e-uivalente en el peso espe#i!i#o del !luido deper!ora#i%n a la surgen#ia de presi%n aso#iado #on la #orrida del revestimiento& un margen de seguridad'

"eneralmente un !a#tor entre :':8> & :':=> psi

espe#i!i#o de lodo e-uivalente puede ser usado para tomar en #uenta ele!e#to de a#+i-ue & de surgen#ia & suministrar un !a#tor de seguridad'Enton#es el gradiente de presi%n re-uerido para #ontrolar la presi%n de la!orma#i%n en el !ondo del po1o de*er$ ser :'9:; :':8> :'9F8 psi

Introdu#iendo un !a#tor de seguridad de :':8> psi :'9>; psi: !t' De a#$) #omo un punto de#omien1o) el revestimiento intermedio de*e ser #olo#ado a esta pro!undidad'


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El siguiente paso es #+e-uear por la pro*a*ilidad de una pega de tu*er,a'

Cuando se #orre revestimiento) pegas de tu*er,a es mu& #om0n -ue o#urra en1onas de transi#i%n entre presiones normales & anormales'

La m$.ima presi%n di!eren#ial a la #ual el revestimiento puede ser #orrido sinpro*lemas de pegas de tu*er,a severos son 8::: G 8F:: psi para 1onasnormales & F::: G FF:: psi para 1onas anormalmente presionadas' Enton#es

si la presi%n di!eren#ial en la 1ona de presi%n de poro m,nima es ma&or -ue ellimite ar*itrario A8::: G 8F:: psi) el revestimiento intermedio sentado en esapro!undidad ne#esita ser #am*iado'

De la 6ig' 8' es #laro -ue el peso espe#i!i#o del lodo de 7H'B> l* :'> de*er$ ser ne#esario para per!orar a una pro!undidad de 7=:>: !t' La 1ona

de presi%n normal) B'9 ppg) termina a 97>: !t donde la presi%n di!eren#ial es

97>: A7H'B> 2 B'9 . :':>8 F;BF psi

Este valor e.#ede el limite' La m$.ima pro!undidad a la #ual la !orma#i%n puedeser per!orada & revestida sin en#ontrar pro*lemas de pegas puede ser

#al#ulada #omo sigue


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Donde

p Limite ar*itrario de presi%n di!eren#ial) psi

m Peso espe#i!i#o del nuevo !luido de per!ora#i%n) l*8 !a#tor de #onversi%n desde l*


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Dado una presi%n di!eren#ial limite de 8::: psi) el valor para el nuevo peso

espe#i!i#o del lodo -ueda en 7F'7 l*: !t'

Para un adi#ional margen de seguridad en la opera#i%n de per!ora#i%n) 777:: !t)

es sele##ionado #omo la pro!undidad de asentamiento para esta tu*er,a'

La pro!undidad de asentamiento para revestimiento de*a4o del revestimientointermedio es sele##ionado so*re la *ase del gradiente de !ra#tura a 777:: !t'Luego) el m$.imo gradiente de presi%n del !luido de per!ora#i%n -ue puede serusado para #ontrolar la presi%n de la !orma#i%n de manera segura) sin #rear

!ra#turas a la pro!undidad de 777:: !t) de*e ser determinado'

Desde la 6ig' F' el gradiente de !ra#tura a 777:: !t es :'9:8 psi

de !ra#tura de :'B;; psi


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La m$.ima pro!undidad -ue puede ser per!orada #on !luido de per!ora#i%n de

7H'B> l*: !t' Enton#es 7=::: !t Ao F>:4untas es es#ogido #omo la pro!undidad de asentamiento para la siguientesarta de revestimiento'

(sumiendo -ue esta sarta no al#an1a el o*4etivo !inal de pro!undidad) laposi*ilidad de sentar un liner entre 777:: !t & 7=::: !t de*er$ ser

#onsiderado'

La sele##i%n !inal de la pro!undidad de sentamiento del liner de*er$ satis!a#erlos siguientes #riterios

7' Evitar !ra#turas de*a4o de la pro!undidad de asentamiento del liner'

8' Evitar pro*lemas de pegas di!eren#iales de tu*er,a para am*os) el liner & lase##i%n de*a4o del liner'

F' Minimi1ar se##i%n del largo del +ue#o en el #ual el liner ser$ sentado & dea-u, redu#ir los #ostos de tu*er,a'


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Como se mostr% en la 6ig' 8' el peso del lodo -ue puede ser usado paraper!orar #on seguridad +asta el !inal es de 7;'9> l*


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La sarta de revestimiento de super!i#ie esta a menudo su4eta a presionesanormales de*ido a una patada surgente desde la mas pro!unda se##i%n del+ue#o' Si una patada o#urre & la presi%n de #ierre del revestimiento mas lapresi%n +idrost$ti#a del !luido de per!ora#i%n e.#ede la presi%n de resisten#iaa la !ra#tura de la !orma#i%n en el 1apato del revestimiento) un !ra#turamiento

o un disparo su*terr$neo puede o#urrir' La pro!undidad de asentamiento parael revestimiento de super!i#ie de*er$) por lo #onse#uen#ia) ser sele##ionadade manera -ue #ontenga la presi%n impuesta por la patada'

Otro !a#tor -ue puede in!luen#iar la sele##i%n de la pro!undidad deasentamiento del revestimiento de super!i#ie es la prote##i%n de a#u,!eros de

agua !res#a' 6luidos de per!ora#i%n pueden #ontaminar a#u,!eros de agua!res#a & prevenir la o#urren#ia de esto) el revestimiento de*e ser sentadode*a4o de la pro!undidad del a#u,!ero' Los a#u,!eros usualmente est$npresentes en el rango de los 8::: G >::: !t'

S(RT( DE REVESTIMIENTO DE S5PER6ICIE


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La rela#i%n entre la presi%n impuesta por la patada & la pro!undidad puede ser

o*tenida usando la in!orma#i%n de la #urva en la 6ig' 7' Considerar unapro!undidad de asentamiento de revestimiento Ds la presi%n m$.ima impuestapor la patada en ese punto puede ser #al#ulada usando la siguiente rela#i%n

Donde

pk presi%n impuesta por la patada a la pro!undidad Ds) psi

Ds pro!undidad de asentamiento del revestimiento de super!i#ie) !t'

Di pro!undidad de asentamiento del revestimiento intermedio) !t'

Gpf gradiente del !luido de !orma#i%n a la pro!undidad Di) psi


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(sumir tam*i/n -ue los !luidos de la !orma#i%n entran al +ue#o desde la

pro!undidad de asentamiento del siguiente revestimiento Di'E.presando la presi%n impuesta por la patada del !luido de per!ora#i%n ent/rminos de gradiente de !luido de !orma#i%n & un margen de seguridad) SMla e#ua#i%n -ueda

o

Donde pk < Ds es el gradiente de presi%n impuesto por la patada en elasentamiento del revestimiento de super!i#ie & de*e ser mas *a4o -ue lapresi%n de !ra#tura en esta pro!undidad para #ontener la patada'

( ) )( sipfipfk DDGDSMGp +=

pf

s

i

s

k G

D

DSM

D

p+=


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(+ora asumir -ue el revestimiento de super!i#ie esta sentado a una

pro!undidad de 7>:: !t & un SM) en t/rminos de peso espe#i!i#o de lodoe-uivalente es :'> l* psi


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"radientes de !ra#tura & gradientes de presi%n impuesto por la patada versus

la pro!undidad

profundidad Gradiente depresin impuesto

por la patada

Gradiente depresin de

fractura

1500 0.6552 0.65

2000 0.61 0.66

( la pro!undidad de 8::: !t la presi%n de resisten#ia a la !ra#tura e.#ede la

presi%n impuesta por la patada & enton#es 8::: !t podr,a ser sele##ionado#omo la pro!undidad de asentamiento del revestimiento de super!i#ie' Sinem*argo la ma&or,a de los a#u,!eros de agua !res#a se presentan entre 8:::& >::: !t) la pro!undidad de asentamiento del revestimiento de super!i#ie de*eestar entre este rango para satis!a#er los re-uerimientos duales de preven#i%nde disparos & la prote##i%n de los a#u,!eros de agua !res#a'


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La sele##i%n de pro!undidades de

asentamientos de revestimientosarri*a del revestimiento desuper!i#ie es normalmentedeterminada por pro*lemas deper!ora#i%n & la prote##i%n dea#u,!eros en pro!undidades

someras' Mu#+as 1onas #onperdidas de #ir#ula#i%n son amenudo en#ontradas en elintervalo entre 7:: & 7::: !t & sonsuperadas por #u*rimiento de las1onas d/*iles #on tu*os#ondu#tores' Otros !a#tores -uepueden a!e#tar la pro!undidad deasentamiento del tu*o #ondu#tor

son la presen#ia de !orma#ionesno #onsolidadas & trampas degas en pro!undidades someras'

T5JO COND5CTOR


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