MINISTERIO DE EDUCACIÓN – ARGENTINA

ACCEDE – AGOSTO 2002 - INGENIERÍA EN PETRÓLEO – PROBLEMA Nº 4 Página 1

ACCEDE - INGENIERÍA PETRÓLEO

PROBLEMA Nº 4

SITUACIÓN

Se está perforando un pozo utilizando una columnacompuesta por 4450 pies de barras de sondeo y 450pies de portamechas , operando con los siguientesparámetros:

Caudal Q = 320 gal / min.Densidad de lodo : ρm = 11 libras/galónPresión límite de bomba : Plím = 2100 psiTrépano de 9” con 3 boquillas de 10/32”

Las pérdidas de cargas en los diferentes tramos delcircuito son los calculados :

∆PCS = 21 psi ∆PIBS = 230 psi ∆PEBS = 30 psi ∆PIPM = 99 psi ∆PEPM = 10 psi Psist = 390 psi

Pboq = 1710 psi ( 10-10-10 ) Ptotal = 2100 psi

Se procede a sacar sondeo por cambio de herramien-ta, equipándose al nuevo trépano con 3 boquillas de11/32” por alcanzarse en la carrera anterior la Plím bba,siendo necesario saber que profundidad se puede alcan-zar, sin alterar las condiciones hidráulicas anteriores.

∆PIBS∆PEBS

∆L ?

4450’

QVascρm

Pileta Bomba

∆PIPM

∆PEPM

∆PBoq

450’

∆PCSEquipo

ACCEDE – AGOSTO 2002 - INGENIERÍA EN PETRÓLEO – PROBLEMA Nº 4 Página 2

INFORMACIÓN A TENER EN CUENTA:

SUBPROBLEMA 4.1

¿Cuál es la profundidad que se puede alcanzar para no superar la presión límite debomba, sin alterar las condiciones anteriores y agregando solamente barras de sondeo?.

RESPUESTA AL SUBPROBLEMA 4.1

4.1) Qué profundidad se puede alcanzar sin superar la presión límite de bomba ? Plim bomba = 2100 psi = Psist ( 390 psi ) + Pboq ( 1710 psi ) La caída de presión en el sistema Psisr se puede diferenciar en fijas y variables : ∆Pfijos + ∆Pvariables + ∆Pboq = 2100 psi de donde : ∆Pvariables = 2100 psi - ∆Pfijos - ∆Pboq ( 3 x 10 ) Las pérdidas fijas se darán en los tramos que mantendrán sus longitudes constantes, y las variables corresponden a las barras de sondeo, por ser éstas las que incrementarán su longitud con la profundización del pozo, luego : ∆Pfijos = 21 + 99 + 10 = 130 psi ∆Pvariables = ∆PIBS + ∆PEBS = 2100 - 130 - 1710 = 260 psi que corresponde para un largo de barras de sondeo de 4.450 pies En el nuevo trépano equipado con boquillas de 11-11-11- y manteniendo las condiciones hidráulicas anteriores, se producirá una caída de presión menor, ella es : ∆Pboq ( 3 x 11 ) = 1217 psi Luego, la caída de presión que se presentará en el tramo variable, con las nuevas bo- quillas será : DPvariables = 2100 - 130 - 1217 = 753 psi que corresponderá al largo final de barras de sondeo. Aplicando una regla de tres simple, se tendrá : 260 psi ------------- 4.450 pies 753 psi -------------- x pies El largo final del tramo de barras de sondeo será : x = LBS = 12.888 pies Finalmente, la profundidad que se puede alcanzar será : Dalcanzar = LPM + LBS = 450 + 12.890 = 13.340 pies

SUBPROBLEMA 4.2

Si la profundidad programada del pozo es de 10.000 pies, ¿Qué selección de boquillas haría?.

RESPUESTA AL SUBPROBLEMA 4.2

4.2 ) Si la profundidad programada del pozo es de 10.000 pies, se usarían boquillas 10-11-11 para no afectar la potencia disipada en el trépano y la perfomance en la perforación.

Psist = 390 ; Pboq (3x10) = 1.710 ; ∆Pcs = 21 ; ∆Pibs = 230; ∆Pipm = 99; ∆Pepm = 10 ; ∆Pebs = 30; en psi

∆P = f ( Q2..ρm . L / d2 ) ∆Pboq = f ( Q2 . ρ m / C2 . d4 ) ∆Pboq (3x10) = 1.710 PSI ∆Pboq ( 3x11 ) = 1.217 PSI

Pbba = Psist + Pboq Psist = ∆Pcs + ∆Pibs + ∆Pipm + ∆Pepm + ∆Pebs Pt = ∆Pfijos + ∆Pvariab ∆Pvar = ∆Pibs + ∆Pebs

ACCEDE – AGOSTO 2002 - INGENIERÍA EN PETRÓLEO – PROBLEMA Nº 4 Página 3

SUBPROBLEMA 4.3

¿Cómo incrementaría la presión límite de bomba?.

RESPUESTA AL SUBPROBLEMA 4.3

4.3 ) La presión límite de bomba se incrementa cambiando pistones de menor diámetro.

SUBPROBLEMA 4.4

¿Cómo evalúa el trabajo realizado por el trépano sacado en la carrera anterior?.

RESPUESTA AL SUBPROBLEMA 4.4

4.4 ) El trabajo del trépano sacado se evalúa por: metros perforados, horas de rotación, des- gaste de cojinetes y de dientes, en comparación con el peso y las RPM utilizados.