Matematicas Aplicadas a Completacion

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    MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn

    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    Realizado por:Lus RodrguezIng. de Petrleo

    MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn

    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    Realizado por:Luis Rodrguez

    Alexis GonzlezIng. de Petrleo

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    2. Volumen.

    3. Capacidad Volumtrica.

    4. Presin.

    5. Fuerza.

    1. rea.

    CONTENIDO

    MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn

    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    Es la superficie dentro de una borde definido. El borde puede ser

    cuadrado, rectangular, circular o de cualquier otra forma cerrada.

    En las operaciones con herramientas de subsuelo, la habilidad de

    calcular las reas correctamente y de utilizar estos clculos

    diariamente durante las instalaciones o durante la preparacin de

    propuestas conduce a un mejor entendimiento de las herramientas y

    sus aplicaciones.

    1. REA DEFINICIN

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    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    rea de un Circulorea de un Circulo

    Se determina el rea de cualquier crculo multiplicando el nmero porel dimetro del crculo al cuadrado y dividiendo entre 4, o sea:

    Donde lo redondeamos a 3.1416 para los clculos. Tubera,revestidores y obturadores tienen forma circular y reas diferentes.

    Si dividimos /4 obtendremos la constante 0.7854 y la formula queda :

    rea del crculo = *D 4

    A= 0.7854*D

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    1. Calcular el rea de un crculo con un dimetro de 3.5 puIg.

    rea = 0.7854*D= 0.7854 x (3.5)= 0.7854x 12.25

    rea = 9.62 pulg. cuadrada

    2. Calcular el rea de un crculo con un dimetro de 2.875 pulg.

    NotaNota:: El clculo del rea de un crculo se parece al clculo usado paradeterminar el rea afectado por la presin en la tubera con un tapninsertado. Tambin es similar al clculo del rea de un mbolo en unabomba reciprocante para determinar el flujo volumtrico de la bomba.

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    rea de la Seccirea de la Seccin Transversaln TransversalEl rea transversal es el rea entre dos crculos. La formula para calcular el reatransversal es multiplicado por la cantidad (dimetro exterior al cuadrado

    menos dimetro interior al cuadrado) todo dividido entre 4:

    Cuando se calcula un rea transversal, primero hay que elevar al cuadrado los

    dos dimetros, luego restarlos para obtener la diferencia.No se debe restar un

    dimetro del otro dimetro.

    NotaNota:: Los crculos pueden representar el espesor de pared de la tubera o del

    revestidor, el rea entre dos anillos de sello, o el rea entre la tubera y el

    revestidor.

    rea transversal = *(DE DI)/4rea transversal = 0.7854*(DE DI)rea transversal = *(DE DI)/4

    rea transversal = 0.7854*(DE DI)

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    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    Para determinar el efecto de flotacin sobre un tubo abierto introducido en unpozo lleno de lquidos, tenemos que calcular el rea de la seccin transversal.Los tubos de paredes ms gruesas tienen una mayor rea transversal que lostubos de paredes delgadas.

    3. Calcule el rea transversal de un tubo de revestimiento de 7 pulg.- 26lbs/pie con un dimetro interior de 6.276 pulgadas:

    rea transversal = 0.7854*(DE DI)= 0.7854 x (7pulg) (6.276pulg)

    = 0.7854 x (49 39.39)= 0.7854 x 9.61 pulg. cuadrada= 7.55 pulg. cuadrada

    4. Calcule el rea transversal de un tubo de revestimiento de 5 pulgadascon un dimetro interior de 4.276 pulgadas.

    6.276 pulg.

    7 pulg.

    rea de la Seccirea de la Seccin Transversaln Transversal

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    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    El rea anular es la diferencia entre el rea del dimetro interior del revestidory el rea del dimetro exterior de la tubera. En los pozos no revestidos, elrea anular es la diferencia entre las reas del hoyo abierto y la tubera deperforacin o revestimiento.

    Para calcular el rea anular entre la tubera y el revestidor, se calcula el readel dimetro interior del revestidor y luego se resta el rea del dimetroexterior de la tubera. La formula para determinar el rea anular es:

    rea anular = A DI. revestidor A D.E. tuberiaPuede ser expresado usando los dimetros:

    rea anular = ( D.I.Revestidor D.E. Tubera)/4

    rea Anularrea Anular

    rea anular = 0.7854 x ( D.I.Revest idor D.E. Tubera)rea anular = 0.7854 x ( D.I.Revest idor D.E. Tubera)

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    5. Calcule el rea anular entre un revestidor de 7 pulgadas-20lb./pie con un dimetro interior de 6.456 pulgadas, y un tubo de 2-7/8:

    rea anular = 0.7854 x ( D.I.Revestidor D.E. Tubera)= 0.7854 x ((6.456pulg.) (2.875pulg.))= 0.7854 x (41.68 8.266)= 0.7854 x 33.414 puIg cuadrado.= 26.244 puIg cuadrado.

    6. Calcule el rea anular entre un revestidor de 7 pulgadas-23 lb./piecon un dimetro interior de 6.366 pulgadas, y un tubo de 3-1/2:

    2.875 Pulg

    6.456 Pulg

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    Cuando hay dos o ms sartas de tubera dentro del revestidor, seobtiene el rea anular restando el total de las reas de la tubera delrea del dimetro interior del revestidor, expresada as:

    Revestidor

    Tubera 1

    Anu lar

    Tubera 2

    rea anular = rea DI revest.- (rea DE tub 1 + rea DE tub 2....)

    rea anular = 0.7854x D.I.Revestidor-(D.E.Todas lasTubera)

    rea anular = rea DI revest.- (rea DE tub 1 + rea DE tub 2....)

    rea anular = 0.7854x D.I.Revestidor-(D.E.Todas lasTubera)

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    7. Calcule el rea anular de un revestidor de 7 pulgadas, 23lb./pie con una sarta de tubera de 2-3/8 y otra de 2-7/8 .

    rea anular = 0.7854* 6.366-(2.375+2.875)rea anular = 20.91 pulg. cuadrada.

    El rea anular entre las dos sartas de tubera y el revestidor es 20.907pulg. cuadrada.

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    Es la cantidad de espacio ocupada por algo. En diferentes momentoshay que calcular varios volmenes: de tanques, tuberas, revestidores opozos no revestidos.

    Se calcula el volumen tomando el rea y multiplicando por la altura:Volumen = rea x altura

    Altura

    Base

    2. VOLUMEN DEFINICIN

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    Volumen de un RectVolumen de un RectngulonguloPara determinar el volumen de un tanque rectangular, los clculos estnbasados en el rea de un rectngulo multiplicado por la altura delrectngulo:

    8. Calcule el volumen de una tanque de 25.0 pies de largo , 8.0 piesde ancho y 6.0 pies de alto.

    V=25*8*6 V= 1200 pies cbicos.

    AlturaAncho

    Longitud

    Volumen = rea x altura del rectnguloVolumen = longitudxanchoxaltura

    V=Lxwxh

    Volumen = rea x altura del rectnguloVolumen = longitudxanchoxaltura

    V=Lxwxh

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    Es el nmero de barriles de fluido contenido en un pie lineal de tubera.Multiplicar este nmero por la longitud de la tubera en pies para obtener lacapacidad total.

    13. Ejemplo :13. Ejemplo : Tubera de 2-7/8" 10.7 lb/pie PH-6 Hydril (D.I. = 2.091") Revestidor de 7" 38# Profundidad del obturador = 18,500 pies Profundidad hasta las perforaciones = 18,700 pies

    Capacidad de la tubera:A = (D.I.tub)*0.7854

    A' = (2.091)*0.7854A'= 3.432 puIg

    3. CAPACIDAD VOLUMTRICA

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    Volumen = rea x Longitud:Volumen de un pie lineal de tubera = Ax12 puIgV=3.432*12 = V=41.187 puIg cubicas

    1 barril = 9702 puIg cubicas, entonces lacapacidad de esta tubera es de = 41.187 / 9702

    = 0.00425 barriles por pie lineal

    Usando el mismo mtodo para el revestidor, se obtiene

    lo siguiente:

    0.0340 barriles por pie lineal

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    Desplazamiento hasta elobturador:

    Desplazamiento hasta lasperforaciones:

    Desplazamiento desde elobturador hasta lasperforaciones:

    = 18,500 x 0.00425 = 78.625 barriles

    =200x0.0340= 6.8 barriles

    = 6.8 + 78.625= 85.425 barriles

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    Los datos usados para calcular la Capacidad Volumtrica se puedenobtener de las Tablas de Ingeniera de diferentes manuales hechas porfabricantes.Los datos estn presentados en una variedad de formatos yunidades para su conveniencia en los clculos.

    14. Ejemplo :14. Ejemplo: Tubera de 2-3/8" 4.60 lb/pie hasta el obturador 12,500 pies hasta el obturador 12,600 pies hasta las perforaciones Revestidor de 5-1/2" 20 lb/pie debajo del obturador

    Calcular el volumen desplazado hasta las perforaciones.De las Tablas de Ingeniera:

    Tubera: 0.00387 bbl/pie lin. Revestidor: 0.0222 bbl/pie lin.

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    Capacidad de tubera = 12,500x0.00387= 48.38 barriles

    Capacidad de revestidor = (12,600 - 12,500) x 0.0222= l00x0.0222= 2.22 barriles

    Desplazamiento = 48.38 + 2.22 = 50.6 barriles.

    CAPACIDAD ANULARCAPACIDAD ANULAR

    Es el nmero de barriles de fluido contenido en un pie lineal entre una oms sartas de tubera y el revestidor. Multiplicar este nmero por lalongitud de la tubera en pies para obtener la capacidad anular.

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    15. Ejemplo :15. Ejemplo: Tubera de 2-3/8" 4.70 lb/pie hasta el obturador 5,600 pies hasta el obturador Revestidor de 5-1/2" 15,5 lb/pie Di=4.95" .

    Calcular el volumen anular entre las dos tuberCalcular el volumen anular entre las dos tubera.a.

    Area anular = 0.7854 x ((D.I. revestidor) (D.E. tuberia))= 0.7854 x ((4.95puIg) (2.375puIg))= 14.807 pulgada cuadrada.

    Capacidad anular = (Area anular)*(altura)= (14.807pulg)*(1pies/144pul)(5,600pies)= 575.8 pies cbicos.

    Capacidad anular en barriles = 575.8 pies *0.1781bbl.Capacidad anular en barriles = 102.6 bbl.

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    Otra forma de resolver este ejercicio es a travs de las tablas deingeniera:

    La Capacidad volumtrica entre casing 5-1/2" 15,5 lb/piey tubing 2-3/8" 4.70 lb/pie es de 0.01832 bbl/pie (apndice)

    Volumen = 0.01832 bbl/pie * 5600 pie.

    V = 102.6 bbl

    Capacidad Anular en tablasCapacidad Anular en tablas

    = 0.01832 bbl/pie= 0.01832 bbl/pie

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    Volumen = rea x Longitud:Volumen de un pie lineal de tubera = Ax12 puIgV=3.432*12 = V=41.187 puIg cubicas

    1 barril = 9702 puIg cubicas, entonces lacapacidad de esta tubera es de = 41.187 / 9702

    = 0.00425 barriles por pie lineal

    Usando el mismo mtodo para el revestidor, se obtiene

    lo siguiente:

    0.0340 barriles por pie lineal

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    Capacidad de tubera = 12,500x0.00387= 48.38 barriles

    Capacidad de revestidor = (12,600 - 12,500) x 0.0222= l00x0.0222= 2.22 barriles

    Desplazamiento = 48.38 + 2.22 = 50.6 barriles.

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    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    Se define como como la cantidad de fuerza ejercida en una unidadde rea. Por ejemplo 10 libras de peso sobre una superficie de unapulgada cuadrada producir una presin de 10psi (lbs/pulg )

    10 psi

    10 lbs

    1 in

    Area

    3. DEFINICIN DE PRESIN

    Por ejemplo 10 libras de peso

    sobre una superficie de unapulgada cuadrada producir una

    presin de 10psi (lbs/pulg )

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    PresiPresin Apl icada e Hidrostn Apl icada e HidrostticaticaTanto la presin hidrosttica como la presin aplicada estn representadas porla cantidad de fuerza que empuja contra una unidad de rea.

    La PresiLa Presin Aplicada:n Aplicada: es la presin ejercida sobre el sistema por una fuenteexterna. Las Unidades:Las Unidades: son expresadas normalmente en libras por pulgadacuadrada (lb/pulg o psi).

    BombaPresin Aplicada

    Presin Hidrosttica

    Ejemplo:Ejemplo: una bomba. Normalmente se obtiene la presin aplicada de unmedidor de presin montado en un mltiple o en la bomba. La presinhidrosttica es la presin creada por el peso de una columna de fluido.

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    P1>P2>P3>P4

    Perdidas por fricc in.

    La presin aplicada a la superficie de un fluido es uniforme a travs detoda la columna de fluido. La presin aplicada en la parte superior delpozo ser igual a la presin al fondo del pozo y en la formacin siempreque no haya flujo.

    Los fluidos en movimiento crean una prdida de presin debido a lafriccin que tiene que ser restada de la presin aplicada para obtener lapresin actual en el fondo del pozo. El clculo de presin de friccin esuna tcnica compleja ya que depende de la reologa del fluido, la tasade bombeo y las dimensiones de la tubera y del pozo.

    BombaPresin Aplicada

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    Suponiendo que la prdida de friccin es mnima, calcular la presin enla superficie y en las perforaciones.

    Presin aplicada = 1500 psiPresin hidrosttica:=12.2*0.052*8400= 5329 psiPresin en la superficie = 1500 psiPresin en las perforaciones = 1500 + 5329 = 6829 psi

    BombaBomba

    PresiPresin 1500 psin 1500 psi

    Peso del Lodo=12.2ppgProfundidad de las

    Perforaciones=8400 pies

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    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    10lbs. F = ?

    10psi.

    1 pulg 10 pulg

    Es la cantidad de empuje aplicada a un objeto. Existe una relacindirecta entre la Fuerza, el Area y la Presin expresada mediante laformula:

    F = P * A,DondeF = fuerza. ( libras).P = presin (psi).

    A = rea (pulg).

    10 pulg

    50p

    500lb

    4. DEFINICIN FUERZA

    Cuando una presin de 50psi acta sobre un

    rea de 10 pulg

    se obtiene una fuerza de500lb.

    10lb de peso sobre un pistn de 1 pulg degeneran suficiente fuerza para levantar100lb con un pistn de 10 pulg ya que segeneran 10 psi de presin.

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    F = P x A

    = 5000 x 16.34

    = 81,700 lbs

    Clculo de la Fuerza

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    Fuerza de FlotaciFuerza de Flotacinn

    El efecto de flotaciEl efecto de flotacinn se define como la tendencia a flotar de un objetosumergido en un fluido. Un objeto flota cuando la presin creada en el fluidoacta sobre el rea del objeto.

    EjemploEjemplo: un bloque de madera flotar si la fuerza de flotacin del agua essuperior al peso de la madera. A medida que el bloque de madera asciende enel agua, el volumen de madera sobre el agua ya no esta afectado por flotacin yla madera alcanza un punto de balance. Cuando el objeto sumergido pesa msque la fuerza flotante, el objeto permanecer sumergido pero pesar menos.

    Tomamos el ejemplo de una piedra grande en el fondo del mismo envase conagua. Si levantamos la piedra dentro del envase el peso ser menor, pero alsalirse del agua la piedra pesa ms. El peso de la piedra podra elevarse tantoque no podramos transportarlo.

    Madera

    AguaGranito

    Agua

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    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    La fuerza flotante es igual al peso del lquido desplazado por el objetosumergido.

    EjemploEjemplo: Una piedra que pesa 164 libras con un volumen de 1 pie cbicodesplaza 1 pie cbico de agua dulce, es decir 62 libras. El peso de la piedra enagua dulce sera 164-62 libras = 102 libras.

    En un pozo petrolero, la sarta de tubera es afectada por la flotacin debido alfluido en el pozo. En lugar de calcular el volumen desplazado por la tubera paradeterminar la fuerza de flotacin, podemos aproximar la fuerza boyanteconsiderando que toda la fuerza est presente sobre el extremo inferior de latubera empujando sobre el rea transversal de la pared.

    Esta fuerza flotante siempre acta hacia arriba, reduciendo el peso de la sarta y

    la lectura del indicador de peso. Para calcular correctamente el efecto deflotacin sobre el peso de la tubera en liquido, se debe calcular primero el pesode la sarta en aire y despus restar la fuerza flotante, para obtener el pesoflotante de la sarta de tubera.

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    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    FUERZA DE FLOTACIFUERZA DE FLOTACIN: Pesando el RevestidorN: Pesando el Revestidor

    Para determinar el peso sobre el gancho de diferentes sartas de tubera, no se

    puede simplemente multiplicar el peso por pie por la longitud de la sarta. El

    revestidor pes menos en fluido que en aire, que es donde se calcula el peso

    "seco". La diferencia es la fuerza de flotacin, la cual es igual al peso del

    volumen de fluido desplazado por el metal del revestidor.

    Algunas tablas de ingeniera presentan el desplazamiento del fluido debido al

    metal en la sarta junto con el fluido desplazado por cada 100 acoples. Aunque

    este mtodo exacto es tcnicamente correcto, se puede hacer un estimado

    bastante preciso para los pozos derechos usando la presin hidrosttica del

    fluido en el extremo inferior de la tubera actuando sobre el rea de seccin

    transversal del revestidor.

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    FUERZA DE FLOTACIFUERZA DE FLOTACIN: Pesando el RevestidorN: Pesando el Revestidor

    En los pozos muy desviados y horizontales hay muchos otros variables que

    afectan al peso de la sarta, tal como la friccin en rea de grandes cambios

    de ngulo.

    Para hacer los clculos primero se obtiene:

    1. Dimetros interiores y exteriores del revestidor de las tablas de ingeniera.

    2. Luego se calcula el rea transversal del extremo de la sarta.

    3. Despus se calcula la presin hidrosttica de la columna de fluido y seaplica la fuerza resultante en el sentido superior para levantar la sarta del

    pozo.

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    MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn

    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    1. Obturadores de Tensin Recuperables de

    Agarre Sencil lo

    2. Obturadores Recuperables de Compresin

    de Agarre Sencillo

    ESFUERZOS APLICADOS SOBRE LAEMPACADURA

    MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn

    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    Cuando tratamos las herramientas recuperables nos preocupamos por

    el esfuerzo de traccin, el peso y la presin a aplicarse a la

    herramienta.

    Para determinar el empuje, la traccin o la presin que se puede

    aplicar a la herramienta, solo hay que considerar las fuerzas a travs

    de esta. Cuando se corren y se asientan las herramientas, se supone

    que estn balanceadas; es decir, no existe ninguna presin diferencial

    a travs de la herramienta.

    Bajo ciertas circunstancia, hay fuerzas aplicadas en el momento de

    asentamiento de la herramienta.

    INTRODUCCIINTRODUCCINN

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    MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn

    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    Al correr una herramienta en un pozo con un fluido liviano, la sartaser mas larga. Si el fluido pesara ms, la sarta seria ms corta. No

    existe ninguna presin diferencial hasta que se asiente el obturador y

    haya cambio en los fluidos, sus pesos o las presiones en el pozo.

    Una vez que se asiente el obturador, cualquier cambio ocasionado por

    el pozo o el operador debe ser tomado en cuenta y/o balanceado, ya

    que la herramienta no podr moverse libremente y habr una fuerza

    de resistencia.

    Es importante recordar que solo nos interesa saber los cambios en la

    herramienta y lo nico que se necesita es analizar los eventos

    posteriores.

    MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn

    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    Aplicacin de un valor determinado de tensin o de peso

    sobre el obturador.

    Purgar de presin de un rea especfica.

    Achique o suabeo.

    Aplicacin de presin sobre un rea especfica bien sea

    mediante una bomba o el pozo.

    ANLISIS DE EVENTOS POSTERIORES

    Algunos de estos son:

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    MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn

    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    Hay cuatro tipos bsicos de herramientas recuperables:

    1. Herramientas que requieren tensiHerramientas que requieren tensinn para el asentamiento

    inicial y tambin para permanecer asentadas.

    2. Herramientas que requieren pesoHerramientas que requieren peso para el asentamiento inicial y

    tambin para permanecer asentadas.

    3. Asentamiento neutroAsen tamiento neutro, que requiere tensin o compresin para

    el asentamiento inicial.

    4. Asentamiento hidrAsen tamiento hidrulicoulico, que requieren una fuerza generadapor medios hidrulicos para asentarse, bien sea con presin

    hidrosttica en el pozo o presin aplicada.

    TIPOS BSICOS DE HERRAMIENTAS

    RECUPERABLES

    MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn

    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    1. Obturadores de Tensin Recuperables de

    Agarre Sencillo

    Estos obturadores se asientan y se sellan mediante tensin aplicada a

    la sarta de tensin. Permanecern asentados siempre que haya

    suficiente fuerza de traccin. Cualquier fuerza debido a presin o

    temperatura que ejerce una carga de compresin sobre el obturador

    tender a soltarlo.

    Que fuerza hay que aplicar?Que fuerza hay que aplicar?

    Ya que la herramienta est balanceada al comenzar, y la intencin esde aplicar presin, calcular primero la fuerza que ejercer esta presin

    hacia abajo. Multiplicar la presin por el rea anular y aplicar por lo

    menos esta fuerza hacia arriba.

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    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    Ejemplo:Ejemplo:

    Cuanta presiCuanta presin se puede aplicar al Espacio Anular?n se puede aplicar al Espacio Anular?

    Obturador de tensin sin compensacin de presin Profundidad 3500 pies Revestidor de 5 1/2 15.50 lbs/pie Tubera de 2-3/8" EU 4.70 lbs/pie Agua salada de 9.2 lbs/gal 12000 lbs - tensin en la herramienta

    Espacio Anular:Espacio Anular:D.I de revestidor = 19234 pulgD.E de tubera de 2-3/8= 4428 pulgEspacio anular = 19234 - 4428 = 14806 pulg

    Presin = 12000 14806 = 810.5 psi

    TUBERA2-3/8 4 .7#TUBERA2-3/8 4 .7#

    OBTURADORa 3500 pies

    SALMUERA9.2 lbs/gal

    REVESTIDOR5-1/2 15.5#

    OBTURADORa 3500 pies

    SALMUERA9.2 lbs/gal

    12000 lbs

    De tensin enel obturador

    MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn

    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    1.1 Circulacin de un fluido de una densidad

    diferente al obturador

    Se debe considerar que ocurre cuando se circula un fludo de una

    densidad diferente. Se suelta la herramienta y se circula el fludo

    hasta la herramienta. Si el fluido es de una densidad diferente, el pozo

    ahora est desbalanceado y hay que retener presin en alguno de los

    lados. Se podra mantener una presin en la tubera al circular un

    fludo ms liviano a travs de la tubera. Cuando se termina de

    circular, normalmente se soltara esta presin.

    Cuando se asent la herramienta, las fuerzas fueron balanceadas. Alterminar la operacin de asentamiento, el sistema se desbalance

    aplicando una presin a la tubera. Al purgar esta presin, se elimin

    una fuerza del obturador. Ya que la fuerza fue eliminada, acta en el

    sentido contrario.

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    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    Ejemplo:Ejemplo:

    CirculaciCirculacin de Flun de Fludos de Diferentes Pesos con un Obturadordos de Diferentes Pesos con un Obturadorde Tenside Tensinn

    Obturador de tensin sin compensacin de presin Profundidad 7200 pies Revestidor de 7 26 lbs/pie Tubera de 2-7/8" EU 6.40 lbs/pie Agua salada de 9.6 lbs/gal en el espacio anular Aceite de 42 API circulando por la tubera

    Cuanta tensiCuanta tensin se tendrn se tendr que aplicar al obturadorque aplicar al obturadorpara purgar la presipara purgar la presin de circulacin de circulacin despun despus des deasentar el obturador?asentar el ob turador?

    Fludo anular = 0.499 psi/pieFludo en la tubera = 0.354 psi/pieDiferencial = 0.145 psi/piePresin Diferencial = 7200 x 0.145 = 1044 psi

    OBTURADORa 7200 pies

    TUBERA2-7/8 6.4#

    ACEITE de42API

    REVESTIDOR7 26#

    SALMUERA9.6 lbs/gal

    MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn

    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    D.I de revestidor = 30920 pulgD.I de tubera = 4678 pulg

    rea debajo del obturador =

    30920 4678 = 26242 pulg

    Fuerza = 1044 x 26.242 = 27397 lbs

    OBTURADORa 7200 pies

    TUBERA2-7/8 6.4#

    ACEITE de42API

    REVESTIDOR7 26#

    SALMUERA9.6 lbs/gal

    Esta presin diferencial se presenta comopresin de bomba que habr demantenerse al asentar el obturador. Laherramienta est balanceada mientras quese aguante esta presin con la excepcinde la tensin aplicada a la tubera durante elasentamiento.

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    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    1.2 Asentamiento de obturadores de tensin enpozos con bajos niveles de fludo

    Recuerde que las fuerzas sobre el obturador

    estn balanceadas cuando se asiente el

    obturador. La longitud de la tubera se reduce

    al exponerse a una fuerza de flotacin.

    Despus de asentar el obturador y aadir

    fludo al pozo, la tubera esta fija y su longitud

    no puede disminuir. Se genera una fuerza

    que tiene que ser considerada.

    MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn

    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    Ejemplo:Ejemplo:

    Obturador de tensin sin compensacin de presin Revestidor de 7 26 lbs/pie Asentado a 7430 pies Tubera de 2-7/8" EU 6.40 lbs/pie Aceite de 42API a 6360 pies 20000 lbs de tensin para asentar el obturador Llenar el pozo con aceite de 42 despus deasentar el obturador

    QuQu fuerza existe en la herramienta alfuerza existe en la herramienta alllenarse el pozo?llenarse el pozo?

    Espacio Anular:Espacio Anular:D.I de revestidor = 30936 pulgD.E de tubera = 6492 pulg

    rea = 24444 pulgPresin hidrosttica = 6360 x 0.354 = 2251 psiFuerza hacia abajo = 2251 x 24444 = 55023 lbs

    OBTURADORa 7430 pies

    TUBERA2-7/8 6.4#

    ACEITE de42API

    REVESTIDOR7 2 6#

    ACEITE de42API

    6360 pies

    PESO DEASENTAMIENTO SOBRE

    EL OBTURADOR

    20000 lbs

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    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    TuberTubera:a:D.I de revestidor = 30936 pulgD.I de tubera = 4680 pulg

    rea = 26256 pulgPresin hidrosttica = 2251 psiFuerza hacia arriba = 2251 x 26256 = 59102 lbs

    Balanceo de Fuerzas =Balanceo de Fuerzas =20000 lbs -+ 59102 lbs - - 55023 lbs

    Fuerza neta sobre la herramienta =Fuerza neta sobre la herramienta = 24079 lbs

    Nota:Nota: al llenar primero el espacio anular se

    creara una fuerza hacia abajo que causaraque fallara el obturador

    OBTURADORa 7430 pies

    TUBERA2-7/8 6.4#

    ACEITE de42API

    REVESTIDOR7 2 6#

    ACEITE de42API

    6360 pies

    PESO DEASENTAMIENTO SOBRE

    EL OBTURADOR

    20000 lbs

    MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn

    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    2. Obturadores Recuperables de Compresin de

    Agarre Sencillo

    Estos obturadores se asientan y se sellan con el peso de la tubera.

    Un obturador de compresin mantiene su sello mientras que haya

    suficiente fuerza de compresin sobre el obturador. Cualquier fuerza

    que se oponga a esta carga compresiva trabajar para soltar el

    obturador. Este tipo de obturador carece de un desvi para permitir

    que se iguale la presin diferencial a travs de la herramienta al

    soltarla.

    Existen tres situaciones bsicas cuando se corren las herramientas de

    compresin o de peso:

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    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    1.1. QuQu Peso se requiere sobre el obturador paraPeso se requiere sobre el obturador paraaguantar una presiaguantar una presin determinada debajo de lan determinada debajo de laherramienta?herramienta?

    La herramienta esta balanceada inicialmente. Se aplicar una presin

    determinada debajo del obturador. Multiplicar el rea debajo del

    obturador por la presin a aplicarse. Aplicar este peso sobre la tubera

    para retener la herramienta en posicin.

    2.2. CuCunta presinta presin inferior puede aguantar eln inferior puede aguantar elobturador?obturador?

    Usar el peso aplicado para calcular la presin mxima permitida.Dividir la fuerza entre el rea debajo del obturador para obtener la

    presin mxima debajo de la herramienta.

    MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn

    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    3.3. QuQu presipresin se debe aplicar al espacio anularn se debe aplicar al espacio anularpara retener el obturador en posicipara retener el obturador en posicin?n?

    Calculamos la fuerza hacia arriba causada por la presin debajo de la

    herramienta multiplicando el rea debajo de obturador por la presin.

    Si la fuerza neta es hacia arriba, entonces se necesita presin anular.

    Dividir el rea anular entre esta fuerza neta para obtener la presin

    requerida en el espacio anular para mantener la herramienta en

    posicin.

    Si el peso de asentamiento calculado es menos que el pesorecomendado para energizar el sello, se debe usar el valor ms alto.

    Esto le proporcionar suficiente peso para efectuar un sello y realizar

    el trabajo.

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    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    Ejemplo:Ejemplo:

    CuCunta Peso se debe aplicar para aguantar la Presinta Peso se debe aplicar para aguantar la Presin?n?

    Obturador de compresin sin compensacin de presin Revestidor de 5 1/2 15.50 lbs/pie Profundidad de asentamiento 7800 pies Tubera de 2-7/8" EU 6.40 lbs/pie Agua salada de 9.2 lbs/gal Presin de tratamiento = 2000 psi

    Nota:Nota: Se realizar primero el calculo suponiendoque el obturador de compresin no tuviera cunas

    Superiores.

    D.I de revestidor = 19244 pulgD.I de tubera = 4680pulg

    rea = 14564 pulgFuerza hacia arriba = 2000 x 14564 = 29128 lbs

    OBTURADORa 7200 pies

    TUBERA2-7/8 6.4#

    SALMUERA9.2 lbs/gal

    REVESTIDOR5-1/2 15.5#

    PRESIN DETRATAMIENTO

    2000 PSI

    MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn

    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    Ejemplo:Ejemplo:

    CuCunta Presinta Presin puede aguantar un Obturador de Compresin puede aguantar un Obturador de Compresin?n?

    Obturador de compresin de agarre sencillo Revestidor de 4 1/2 11.60 lbs/pie Profundidad de asentamiento 6900 pies Tubera de 2-3/8" EU 4.70 lbs/pie Agua salada de 9.2 lbs/gal Aplicacin de 10000 lbs de peso sobre

    el obturador

    rea de D.I de revestidor = 12560 pulgrea de D.I de tubera = 3124 pulgrea diferencial = 9436 pulg

    Presin = 10000 9436 = 1060 psi

    OBTURADORa 6900 pies

    TUBERA2-3/8 4.7#

    SALMUERA9.2 lbs/gal

    REVESTIDOR4-1/2 11.6#

    PESO DE ASENTAMIENTOSOBRE EL OBTURADOR10000 lbs

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    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    Ejemplo:Ejemplo:

    CuCunta Presinta Presin Anu lar aguantarn Anu lar aguantar el Obturador?el Obturador?

    Obturador de compresin de agarre sencillo Revestidor de 4 1/2 11.60 lbs/pie Asentado a 8000 pies Tubera de 2-3/8" EU 4.70 lbs/pie Agua salada de 9.2 lbs/gal Aplicacin de 10000 lbs de peso sobre el obturador Presin de tratamiento = 2800 psi

    rea de D.I del revestidor = 12566 pulgrea de D.I de tubera = 3126 pulgrea diferencial = 9440 pulg

    Fuerza hacia arriba = 2800 x 9440 = 26432 lbsBalanceo de fuerzas = 26432 lbs 10000 lbs = 16432 lbs

    OBTURADORa 8000 pies

    TUBERA2-3/8 4.7#

    SALMUERA9.2 lbs/gal

    REVESTIDOR4-1/2 11.6#

    PESO DE ASENTAMIENTOSOBRE EL OBTURADOR10000 lbs

    2800 PSI

    DE PRESIN

    DETRATAMIENTO

    MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn

    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    rea Anular:

    D.I del revestidor = 12566 pulgD.E de tubera = 4430 pulg

    rea diferencial = 8136 pulg

    Presin anular = 16432 8136 = 2020 psi

    Se debe aplicar 2020 psi de presin anularpara retener el obturador en posicinen esta aplicacin

    OBTURADORa 8000 pies

    TUBERA2-3/8 4.7#

    SALMUERA9.2 lbs/gal

    REVESTIDOR4-1/2 11.6#

    PESO DE ASENTAMIENTOSOBRE EL OBTURADOR10000 lbs

    2800 PSI

    DE PRESIN

    DETRATAMIENTO

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    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    2.1 Circulando un fludo de un Peso Diferente al

    Obturador

    El pozo esta desbalanceado debido a la diferencia de fludos, el cual

    significa que hay una presin retenida. Si se circul un fluido de

    densidad reducida, hay que mantener presin en la tubera. Si se

    introdujo un fludo ms pesado, hay que mantener la presin en el

    revestidor.

    Las fuerzas sobre el obturador fueron balanceadas antes de asentarlo.

    Cuando se asent el obturador, se desbalancearon las fuerzas debido

    al peso aplicado. Al liberar la presin, se elimin una fuerza que

    actuaba sobre el obturador. Esta fuerza es igual a la presin

    multiplicada por el rea sobre el cual acta. Ya que representa una

    fuerza eliminada, acta en el sentido contrario.

    MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn

    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    Ejemplo:Ejemplo:

    CirculandoCirculando un Fluun Fludo de un Pesodo de un Peso DiferenteDiferente alal ObturadorObturador

    Obturador de compresin de agarre sencillo Revestidor de 5 1/2 17 lbs/pie Profundidad de asentamiento 7240 pies Tubera de 2-7/8" EU 6.40 lbs/pie Agua salada de 9.2 lbs/gal en el espacio anular Aceite de 28API circulada por la tubera Asentar la herramienta con 16000 lbs Purgar la presin en la tubera

    CuCules serles sern las fuerzas sobre un obturadorn las fuerzas sobre un obturadorde agarre sencillo?de agarre sencillo?Gradiente de fludo de agua = 0.478 psi/pieGradiente de fludo de agua = 0.384 psi/pieDiferencial = 0.094 psi/piePresin de bomba = 0.094 x 7240 = 681 psi

    OBTURADORa 7240 pies

    TUBERA2-7/8 6.4#

    SALMUERA9.2 lbs/gal

    REVESTIDOR5-1/2 17#

    PESO DE ASENTAMIENTOSOBRE EL OBTURADOR16000 lbs

    ACEITE DE28API

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    MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn

    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    rea interna del revestidor = 18796 pulgrea interna de la tubera = 4680 pulgrea diferencial = 14116 pulgFuerza = 681 x 14116 = 9613 lbs

    16000 lbs aplicadas sobre el obturador

    9613 lbs creada mediante la liberacin depresin de la tubera

    25613 lbs Fuerza neta despus de liberarla presin

    OBTURADORa 7240 pies

    TUBERA2-7/8 6.4#

    SALMUERA9.2 lbs/gal

    REVESTIDOR5-1/2 17#

    PESO DE ASENTAMIENTO

    SOBRE EL OBTURADOR16000 lbs

    ACEITE DE28API

    MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn

    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    2.2 Asentamiento en Pozos con Bajos Niveles de

    Fludo

    Las fuerzas que actan sobre la herramienta

    estn balanceadas al asentarse el obturador. La

    longitud de la tubera se reduce al exponerse a

    una fuerza de flotacin (hacia arriba). Despus de

    asentar el obturador y agregar fludo, la tubera

    est fija y no puede comprimirse para resistir la

    fuerza hacia arriba. Se deben calcular las fuerzasgeneradas en la tubera determinando las

    presiones hidrostticas y multiplicndolas por

    reas afectadas.

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    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    Ejemplo:Ejemplo:

    AsentamientoAsentamiento de unde un ObturadorObturador dede CompresiCompresinn dede AgarreAgarreSencilloSencillo en unen un PozoPozo concon BajoBajo NivelNivel de Flude Fludo:do :

    Obturador de compresin de agarre sencillo Revestidor de 7 26 lbs/pie Profundidad de asentamiento 5800 pies Tubera de 3-1/2" EU 9.20 lbs/pie Aceite de 42API a 3599 pies 20000 lbs aplicadas sobre el obturador Despus de asentar la herramienta, se llenel pozo con aceite de 42

    Espacio anularEspacio anular

    rea interna del revestidor = 30936 pulgrea externa de la tubera = 9621 pulg

    OBTURADORa 5800 pies

    TUBERA3-1/2 9.3#

    ACEITE DE42API

    REVESTIDOR7 2 6#

    PESO DE ASENTAMIENTO

    SOBRE EL OBTURADOR20000 lbs

    3599 pies

    MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn

    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    rea = 21315 pulgPresin Hidrosttica = 3599 x 0.354 = 1274 psiFuerza hacia abajo =1274 x 21315 = 27155 lbs

    TuberTuberaarea interna del revestidor = 30936 pulgrea interna de la tubera = 7031 pulgrea = 23905 pulgPresin Hidrosttica = 1274 psiFuerza hacia arriba = 1274 x 23905 = 30455 lbs

    Balance de FuerzasBalance de Fuerzas= 20000 lbs peso aplicado= 27155 lbs espacio anular= 30455 lbs tubera

    Fuerza NetaFuerza Neta = 16700 lbs

    OBTURADORa 5800 pies

    TUBERA3-1/2 9.3#

    ACEITE DE42API

    REVESTIDOR7 2 6#

    PESO DE ASENTAMIENTOSOBRE EL OBTURADOR20000 lbs

    3599 pies

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    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    Realizado por:

    Luis RodrguezAlexis GonzlezIng. de Petrleo

    MatemMatemticas aplicadas en completaciticas aplicadas en completacinn

    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    Obturadores con Unidades Sellantes

    Conjuntos de Sellos

    Tubera tapada

    Tapones de Obturador

    Tapones Puente RecuperablesAnclas de Tubera

    ESFUERZOS APLICADOS A LA TUBERADE COMPLETACIN

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    1. Obturadores con Unidades Sellantes

    El objetivo de ste clculo es de estimar el peso sobre el gancho o la

    lectura en el indicador de peso bajo una condicin neutral del

    obturador. Primero se calcula el peso de la sarta de tubera en aire y

    despus la presin total (la suma de presin hidrosttica y cualquier

    presin aplicada en la superficie) que acta sobre la sarta de tubera y

    las reas respectivas.

    Para realizar los clculos requeridos se toman los siguientes pasos:

    1.1 Peso en el gancho para liberar la Tubera de un

    obturador con calibre del Obturador

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    Espacio AnularEspacio Anular

    Calcular la presin total en el espacio anular a la

    profundidad del obturador. Calcular el rea desde

    el D.E. de la tubera hasta el dimetro de sello del

    obturador. Multiplicar la presin total por el rea y

    asignar un sentido hacia arriba a este valor .

    Calcular la presin total dentro de la tubera a la

    profundidad del obturador. Calcular el rea desdeel D.I de la tubera hasta el dimetro de sello del

    obturador. Multiplicar la presin total por el rea y

    asignar un sentido hacia abajo a este valor

    TuberTuberaa

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    Calcular el peso de la sarta de tubera en aire y

    asignar un sentido hacia abajo a este valor .

    Sumar esta fuerza a la fuerza hacia abajo en la

    tubera y despus restar la fuerza hacia arriba

    creada por el espacio anular.

    PesoPeso sobresobre elel GanchoGancho

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    Ejemplo:Ejemplo:

    PesoPeso sobresobre elel ganchogancho parapara liberarliberar la Tuberla Tuberaa cuandocuando la Tuberla Tuberaaeses mmss grandegrande queque elel calibrecalibre deldel ObturadorObturador

    Obturador de 4-1/2 con la unidad sellanteasentado a 12500 pies. Revestidor de 4-1/2 15.10 lbs/pie Fludo de terminacin de 7.8 lbs/gal en elrevestidor Agua salada de 9.2 lbs/gal en la tubera Sellos colocados en tubera 2-7/8 6.50 lbs/piegrado P-105

    No hay presin aplicada en la tubera nien el revestidor

    Del Manual TManual Tcnico para Obturadores concnico para Obturadores concalibre de sello:calibre de sello: El calibre del obturador es de 2390,de las Tablas de IngenieriaTablas de Ingenieria tomamos el D.I de latubera como 2441

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    Espacio anularEspacio anularrea externa de tubera de 2-7/8 = 6492 pulg

    rea de calibre del obturador = 0.7854 x 2390 pulg = 4486 pulgrea a = 6492 - 4486 = 2006 pulgPresin Hidrosttica = 12500 x 7.8 x 0.052 = 5070 psiFuerza hacia arriba = 5070 x 2006 = 10170 lbs

    TuberTuberaarea interna de Tubera de 2-7/8 = 4680 pulgrea de calibre del obturador = 4486 pulgrea b = 4680 - 4486 = 0.194 pulgPresin Hidrosttica = 12500 x 9.2 x 0.052 = 5980 psiFuerza hacia abajo = 5980 x 0.194 = 1159 lbs

    Peso sobre el ganchoPeso sobre el gancho

    Peso de la tubera = 12500 x 6.5 = 81250 lbs Fuerza del espacio anular = 10170 lbsFuerza sobre la tubera = 1159 lbs Peso sobre el gancho = 81250 + 1159 - 10170

    = 72239 lbs

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    1.2 Tubera de 2-7/8 con un Obturador con un

    Calibre de Sello de 2688

    En esta seccin dedicamos especial atencin a

    una combinacin de tubera y obturador cuando el

    calibre de sello est entre el D.I y el D.E de la

    tubera.

    El D.I del peso de tubera ms comn de 2 7-8 es

    2441, el cal es ms pequeo que el calibre de

    2688. En este caso la presin en la tubera y en elespacio anular actuar sobre las reas a y b

    para levantar la tubera

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    1.3 Peso en el gancho para Liberar la Tubera de un

    Obturador tipo Calibre de Sello cuando la Tubera es

    ms Pequea que el Calibre del Obturador

    El objetivo es de calcular el peso en el gancho cuando la Tubera esta

    neutro respecto al obturador. El procedimiento es: calcular el peso de

    la sarta de tubera en aire y despus las presiones y reas que

    cambian el peso indicado en el gancho. Se debe realizar los

    siguientes pasos

    Espacio AnularEspacio Anular

    Calcular la presin en el revestidor a la profundidad del obturador.

    Calcular el rea desde el calibre del obturador hasta el D.E de latubera. Multiplicar la presin por el rea y asignar un sentido hacia

    abajo a este valor.

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    Calcular la presin adentro de la tubera a la

    profundidad del obturador. Calcular el rea desde el

    calibre del obturador hasta el D.E de la tubera.

    Multiplicar la presin por el rea y asignar un sentido

    hacia arriba a este valor

    TuberTuberaa

    Calcular el peso de la sarta de tubera en aire y

    asignar un sentido hacia abajo a este valor . Sumar

    esta fuerza a la fuerza creada por la presin anular y

    restar la fuerza ejercida por la presin en la tubera

    para obtener el peso sobre el gancho para

    condiciones neutrales en el obturador

    PesoPeso sobresobre elel GanchoGancho

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    Ejemplo:Ejemplo:

    Obturador de 4-1/2 con calibre de sello Asentar a 12500 pies en revestidor de 4-1/213.50 lbs/pie Fludo de terminacin de 7.8 lbs/gal en el espacioanular Agua salada de 9.2 lbs/gal en la tubera Sellos instalados en tubera de 2-3/8 4.70 lbs/piegrado P-105 No hay presin aplicada en la tubera ni en elrevestidor

    Del Manual TManual Tcnico para Obturadores con calibrecnico para Obturadores con calibre

    de sello,de sello, el calibre del obturador es de 2688, de lasTablas de IngenieriaTablas de Ingenieria tomamos el D.I de la tuberacomo 1995

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    TuberTuberaarea interna de Tubera de 2-3/8 = 3126 pulgrea de calibre del obturador = 5675 pulgrea b = 5675 - 3126 = 2549 pulgPresin Hidrosttica = 12500 x 9.2 x 0.052 = 5980 psi

    Fuerza hacia arriba = 5980 x 2549 = 15243 lbs

    Espacio anularEspacio anularrea externa de tub. de 2-3/8 = 4430 pulgrea del calibre del obt. = 0.7854 x 2688 = 5675 pulgrea a = 5675 4430 = 1245 pulgPresin Hidrosttica = 12500 x 7.8 x 0.052 = 5070 psiFuerza hacia abajo = 5070 x 1245 = 6312 lbs

    Peso sobre el ganchoPeso sobre el ganchoPeso de la tubera = 12500 x 4.70 = 58750 lbs Fuerza del espacio anular = 6312 lbs Fuerza sobre la tubera = 15243 lbs Peso sobre el gancho = 58750 + 6312 - 15243 = 49819lbs

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    2. Conjunto de SelloEn todos los ejemplos anteriores se calcula el valor sealado en el

    indicador de peso para lograr un punto neutro antes de soltar la

    herramienta. Es importante conocer el peso sobre el gancho cuando

    se retira el conjunto de sello. Segn el tipo de conjunto de sello , el

    peso sobre el gancho indica las condiciones del obturador y de la

    sarta de tubera. Hay bsicamente tres diferentes tipos de conjuntos

    de sello usados en las terminaciones con obturadores con calibre de

    sello:

    Conjunto de Sellos Tipo Espaciador (o de penetraciConjunto de Sellos Tipo Espaciador (o de penetracin):n):

    Si se usa este de sello la tubera puede desplazarse libremente haciaarriba o hacia abajo. Con un conjunto se sello tipo espaciador el peso

    sobre el gancho es la lectura del indicador de peso a un punto neutro.

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    Conjunto de Sellos Localizador:Conjunto de Sellos Localizador:Permite movimiento de la tubera en un solo sentido. Hay un tope No-

    Go en el conjunto de sello que descansa sobre el obturador y evita

    que la tubera se mueva hacia abajo. Se recupera un conjunto de sello

    tipo localizador levantando la sarta de tubera.

    Conjunto de Sellos Tipo Ancla:Conjunto de Sellos Tipo Ancla:Se conecta al obturador y evita movimiento de la tubera en ambas

    direcciones. El peso sobre el gancho calculado corresponde al punto

    neutro del obturador, sin ninguna fuerza de tensin ni compresin en

    la tubera a la profundidad del obturador.

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    El peso sobre el gancho no es una consideracin para esta operacin.

    Las nicas fuerzas consideradas son las que afectan el conjunto de

    sello. Ya que no se est calculando el peso sobre el gancho, vamos a

    suponer que el conjunto de sello estar balanceado al entrar en el

    obturador, y calculamos las cargas aplicadas al conjunto de sello a

    partir de este punto.

    PesoPeso sobresobre unun ConjuntoConjunto dede SelloSello TipoTipo

    LocalizadorLocalizadorparapara aguantaraguantarPresiPresinn

    Con este tipo de situacin, se requiere saber qu peso se debe aplicar

    sobre el obturador para aguantar una presin determinada. Tambin

    se requiere saber la presin que hay que aplicarse al revestidor para

    retener el conjunto de sello dentro del obturador. En ciertos casos, serequiere determinar si la aplicacin de presin al espacio anular ayuda

    a mantener el conjunto de sello dentro del obturador o a expulsarlo.

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    En estos clculos se supone que el D.I de la tubera es ms pequeo

    que el calibre del obturador, lo cual representa el caso normal. De ser

    as, al aumentar la presin en la tubera aumenta la fuerza que tiende

    a elevar la tubera . Se calcula la fuerza que resulta de la aplicacin de

    la presin total en la tubera sobre el rea diferencial entre el D.I de la

    tubera y el calibre del obturador. Esta fuerza acta hacia arriba y para

    retener el conjunto de sello en el obturador hay que aplicar un peso de

    tubera igual a esta fuerza.

    Ap licac iAplicac inn de Pesode Peso parapara RetenerRetenerelel ConjuntoConjunto dedeSelloSello enen susu lugarlugar

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    Estos clculos estn basados en la suposicin de que el D.E de la

    tubera es ms pequeo que el calibre del obturador, lo cual es el caso

    normal. Con la adicin de presin anular se obtiene una fuerza hacia

    abajo que ayuda a mantener el conjunto de sello en el obturador.

    Calcular la fuerza hacia arriba generada por la presin total de la

    tubera abajo del conjunto de sello y restarla del peso aplicado,

    dejando una fuerza que acta hacia arriba. Calcular el rea diferencial

    entre el D.E de la tubera y el calibre del obturador y dividirla entre la

    fuerza hacia arriba. Esto representa la presin anular total necesaria

    para mantener el conjunto de sello adentro del obturador. Paracalcular la presin anular a aplicarse, restar la presin hidrosttica

    anular de la presin anular total.

    PresiPresi

    nn

    en el Espacio Anularen el Espacio Anular

    parapara

    RetenerRetener

    elel

    ConjuntoConjunto dede SelloSello enen susu LugarLugar

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    Ejemplo:Ejemplo:

    CClculo del Peso alculo del Peso a aplicarseaplicarse sobresobre loslos conjuntosconjuntos dede SelloSello tipotipoLocalizadorLocalizadorparaparaAguantarAguantar lala PresiPresinn

    Obturador de 7 con calibre de sello asentado a 8500 pies Revestidor de 7 29 lbs/pie Sellos instalados en tubera de 2-7/8 6.50 lbs/pie Fludo de 8.8 lbs/gal en la tubera y en el revestidor

    Despus de asentar el obturador y localizador los sellos dentro del obturador: Tratamiento esperado a 5000 psi. Presin mxima en el revestidor 1500 psi

    CuantoCuanto peso sepeso se debedebe aplicaraplicarsobresobre loslos sellossellos??

    Del Manual TManual Tcnico para Obturadores con calibre de sellocnico para Obturadores con calibre de sello, el calibre delobturador es de 3250, de las Tablas de IngenierTablas de Ingenieraa tomamos el D.I de latubera como 2441

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    Espacio anularEspacio anularrea del calibre del obturador = 8296 pulgrea externa de tub. de 2-7/8 = 6492 pulgrea = 8296- 6492 = 1804 pulgPresin total = 1500 psiFuerza hacia abajo = 1500 x 1804 = 2706 lbs

    TuberTuberaarea de calibre del obturador = 8296 pulgrea interna de tub. de 2-7/8 = 4680 pulg

    rea = 8296 - 4680 = 3616 pulgPresin total = 5000 psiFuerza hacia arriba = 5000 x 3616= 18081 lbs

    Fuerza neta en el obturador = 18081 2706 = 15375 lbs

    Se debe aplicar en peso de 15375 lbs sobre el obturadorpara mantener el conjunto de sellos en su lugar.

    OBTURADORa 8500 pies

    TUBERA2-7/8 6.5#

    FLUDO DETERMINACIN

    8.8 LPG

    REVESTIDOR7 29#

    5000 PSI

    DETRATAMIENTO

    ESPERADO

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    El propsito de un ancla de Tubera en un pozo

    bombeado es de aplicar tensin a la sarta de Tubera y

    despus anclar a la pared interna del revestidor. El

    valor de este tensin adicional debe ser mayor del

    valor obtenido debido a las cargas de fludo y los

    aumentos de temperatura. Como resultado, se

    aumenta la eficiencia de bombeo y se reduce el

    desgaste y la friccin.

    Sin este pretensionamiento, la Tubera tiende a

    pandearse causando los siguientes efectos:

    3. Anclas de Tubera

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    Al pandearse, la tubera roza contra las varillas de succin

    causando desgaste y fallas de las varillas y de la tubera

    La friccin causada por el contacto entre varilla y tubera requiere

    mas energa en la superficie.

    La tubera panseada puede rozar contra el revestidor causando

    desgaste adicional.

    La accin de pandeo crea desalineacin de las varillas con la

    bomba causando un exceso de desgaste en la bomba.

    TensiTensin requerida:n requerida:

    La fuerza de tensin requerida para eliminar el pandeo es la tensin

    que existe en la sarta de tubera libre, completamente extendida, en lacarrera descendiente del pozo siendo bombeados. Se aplica esta

    tensin anclando el fondo de la sarta de tubera.

    EfectosEfectos

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    CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

    Sarta de tubera llena de fludo caliente.

    Prdida de flotacin causada por la reduccin del nivel de fludo

    en el espacio anular durante el bombeo.

    Peso del fludo adentro de la tubera al cerrarse la vlvula fija.

    Se usa la siguiente formula con las tablas que permiten el clculo de

    la elongacin de la tubera:

    FT = F1 + F2 F3Donde:

    FT = Tensin total requerida en libras

    F1 = Resultado de la tabla # 1

    F2 = Resultado de la tabla # 2

    F3 = Resultado de la tabla # 3

    Factores que causan la elongacin de la tubera

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