“AÑO DE LA INTEGRACIÓN NACIONAL Y EL RECONOCIMIENTO DE NUESTRA DIVERSIDAD”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINASESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE PETROLEO

EMPACADURAS DE PRODUCCIÓN

CURSO : COMPLETACIÓN Y ESTIMULACIÓN DE POZOS

PROFESOR : ING. JUAN CARLOS ALIAGA RODRIGUEZ

ALUMNO : SEMINARIO MORALES, GEORGE DOUGLAS

SUAREZ GAMERO, LUIS JUNIOR

TÁVARA HERRERA, TANIA

PIURA – PERÚ 2012

EMPACADURAS DE PRODUCCIÓN

DEFINICIÓN

Una empacadura de producción es una herramienta de fondo que se usa para proporcionar un sello entre la tubería de producción y la tubería de revestimiento (o la tubería de producción y el hoyo abierto).

FUNCIÓN

Su función es evitar el movimiento vertical de los fluidos, desde la empacadura por el espacio anular. Las empacaduras de camisa y los colgadores de tensión se incluyen entre los tipos de empacaduras, sin embargo, no se utilizan como empacaduras de producción.

UTILIDADES

Las empacaduras de producción se utilizan para:

Proteger la tubería de revestimiento del estallido, bajo condiciones de alta producción o presiones de inyección.

Proteger la tubería de revestimiento de algunos fluidos corrosivos. Prevenir la imaginación de fluidos entre zonas a través de la perforación o fugas de

tubería de revestimiento. Aislar perforaciones y producción en completaciones múltiples. Proteger la tubería de revestimiento de colapso por el uso de un fluido sobre la

empacadura en el espacio anular entre la tubería de producción y la tubería de revestimiento.

ELEMENTOS BASICOS DE UNA EMPACADURA DE PRODUCCION

1. CUÑAS 2. SELLANTES3. DISPOSITIVOS DE FRICCIÓN 4. ANCLAS HIDRAÚLICAS

CUÑAS

Las cuñas pueden ser de una variedad amplia de forma. Es deseable que posean un área superficial adecuada para mantener la empacadura en posición, bajo los diferenciales de presión previstos a través de las empacaduras. Las cuñas se deben reemplazar si ya se han utilizado una vez en el pozo.

SELLANTES

Estos elementos son normalmente constituidos por un producto de goma de nitrilo ya que se ha comprobado que son superiores cuando se utilizan en rangos de temperatura normal a media.

Cuando se asienta una empacadura, el elemento sellante es comprimido para formar un sello contra la tubería de revestimiento. Durante la compresión, el elemento de goma se expande entre el cuerpo de la empacadura y la pared de la tubería de revestimiento.

La maleabilidad del elemento sellante para retornar a su forma original cuando se quitan las fuerzas compresivas, causan que la empacadura se pegue contra la pared de la tubería de revestimiento.

Algunas empacaduras incluyen resortes de acero retráctiles moldeados dentro del elemento sellante, para resistir la expansión y ayudar en la retracción cuando se desasienta la empacadura.

DISPOSITIVOS DE FRICCIÓN

Los elementos de fricción son una parte esencial de muchos tipos de empacaduras para asentarlas y en algunos casos para recuperarlas. Pueden ser flejes, en resorte o bloques de fricción y, si están diseñados apropiadamente, cada uno de estos proporciona las fuerzas de sostenimiento necesarias para asentar la empacadura.

ANCLAS HIDRÁULICAS

Las anclas hidráulicas o sostenedores hidráulicos, proporcionan un método confiable para prevenir al movimiento que tiende a ocurrir en una empacadura cuando se aplica una carga en la dirección opuesta a las cuñas principales, ya que están diseñadas para sostener la empacadura.

SELECCIÓN

Al seleccionar una empacadura es necesario conocer lo siguiente:

Las funciones que se espera debe cumplir la empacadura. El ambiente en el cual se usará la empacadura y el diseño mecánico de la misma Tipo de empacadura. Tipo de completación. Dirección de la presión. Procedimiento del asentamiento de la empacadura. Procedimiento del des asentamiento de la empacadura. Costos.

NOTA:

Generalmente, se escoge la empacadura menos costosa que pueda realizar las funciones para lo cual se selecciona. Sin embargo, el costo inicial de la empacadura no debe ser el único criterio de selección.

Las empacaduras más económicas son generalmente las de compresión y las de tensión.

Las empacaduras hidráulicas suelen ser las más costosas.

CLASIFICACIÓN DE LAS EMPACADURAS EN POZOS DE PETRÓLEO. DE ACUERDO AL SISTEMA DE ANCLAJE LOS PACKERS O EMPACADURAS SE PUEDEN CLASIFICAR DE LA SIGUIENTE MANERA:

-PACKERS RECUPERABLES

-PACKERS PERMANENTES

-PACKERS PERMANENTES- RECUPERABLES

PACKERS O EMPACADURAS RECUPERABLESSon aquellos que se bajan con la tubería de producción o tubería de perforación y se pueden asentar: Mecánica o hidráulicamente. Después de asentados, los packers pueden ser desasentados y recuperados con la misma tubería. Los packers recuperables son parte integral de la sarta de producción, por lo tanto, al sacar la tubería es necesario sacar el packer.

Los packers recuperables se pueden clasificar como: Packers Mecánicos y Packers Hidráulicos

Packers (empacaduras) Mecánicos Estos packers son bajados con la tubería de producción y su asentamiento se logra girando al tubería en el sentido de las agujas del reloj. El numero de vueltas esta determinado por la profundidad y el diseño de cada fabricante.

De acuerdo a la característica de la operación superficial para anclarlas se clasifican en:

1. Compresión o peso2. Tensión

3. Compresión/Tensión/Rotación

Las marcas más usadas en la industria del petróleo son:

BAKER OTIS GUIBERSON CAMCO

Con diámetros de: 41/2´´- 7´´- y 95/8´´

-Packers Mecánicos de Compresión

Son sencillos debido a que poseen solo un sistema de anclaje al revestidor, no tienen válvula interna de circulación, el elemento sellante puede trabajar hasta 250ºF.

Se anclan cuando se llega a la profundidad de asentamiento rotando la tubería en dirección de la agujas del reloj para que salga la “J” del perfil interno del mandril, de esta manera salen las cuñas y se coloca peso sobre el obturador para anclarlo al revestidor. Para desasentarlos basta con tensionar la tubería.

-Packers Mecánicos de Compresión doble.

Son equipos recuperables, son dobles debido a que tienen doble sistema de anclaje, el agarre mecánico igual al de los packers de compresión y adicional un sistema de candados hidráulicos los cuales son accionados mediante presión hidráulica y los mismo son localizados por debajo de la válvula de circulación

- Packers Mecánicos de Tensión Sencilla

Son equipos recuperables y muy similares a los packers de compresión sencillas, la diferencia es que presentan las cuñas y cono invertidos, por esta razón el sistema de anclaje es tensionando la tubería.

Su mayor aplicación se encuentra en los pozos inyectores de agua y en pozos productores someros y con tubería de completación de diámetros pequeños donde el peso de esta es insuficiente para asentar los obturadores de compresión o peso

- Packers Mecánicos de Tensión y Compresión

Al igual que todos los anteriores son equipos recuperables, presenta la versatilidad que se pueden asentar aplicándole esfuerzos de compresión, tensión y rotación.

Son utilizados para producción, inyección, fracturas, zonas aisladas y aplicaciones de cementación remedial. Posee capacidad de resistir altas presiones diferenciales de estimulaciones después de haber completado el pozo.

-Packer de peso m-3

Es el más usado en las operaciones de workover. Es denominado de peso puesto que su mecanismo de agarre y de hermeticidad se activa dándole peso con la sarta de tubería. Para asegurar su fijación durante los trabajos de fractura cuenta con un sistema de pistones que se activan hidráulicamente. Cuenta con camisa balanceadora la cual permite absorber en peso todas las presiones desde abajo, ayudando a mantener el PKR fijo.

PACKERS O EMPACADURAS PERMANENTES

Estas se pueden correr con la tubería de producción o se pueden colocar con equipos de wireline. En este último caso, se toman como referencia los cuellos registrados en el perfil de cementación para obtener un asentamiento preciso. En caso de formaciones con temperatura de fondo alta (400ºF-450ºF), el método más seguro de asentamiento consiste en utilizar un asentador hidráulico bajado junto con la tubería de producción. Una vez asentada la empacadura, se desasienta el asentador hidráulico y se saca la tubería junto con la tubería de producción.

Los packers permanentes se pueden considerar como una parte integrante de la tubería de revestimiento, ya que la tubería de producción se puede sacar y dejar el packer permanente asentada en el revestidor.

Usualmente para destruirla es necesario fresarla, por lo que frecuentemente se denomina packer perforable.

UNIDADES SELLANTES

Las unidades sellantes que se corroen con la tubería de producción se empacan con ancla en el orificio de la empacadura permanente, junto con los niples sellantes, con ancla. Este último arreglo permite que la tubería de producción sea colgada bajo tensión.

TIPOS DE UNIDADES SELLANTES

TIPO COMPONENTES DEL ELEMENTO

SELLANTE

DIFERENCIALES DE PRESION

(LPPC)

TEMPERATURA DE FONDO (°F)

NORMALES NITRILO 5000 325V- RYTE VITRON-

TEFLON-RITON 10000 400

MOLDEADOS NITRILO/VITON 5000 350

K- RYTES KALRE 15000 450

Packers Permanentes- Recuperables

Tienen las mismas características que las empacaduras permanentes, pero pueden ser recuperadas de pozo cuando se requiera. Este tipo de empacadura se usa, preferiblemente, en condiciones medianas de presión y temperatura: 7000 LPPC de presión diferencial y 350°F.

BIBLIOGRAFÍA

a) ALTHOUSE, w.s.Jr and FISHER H.H. Selection of a multiple completatioN HOOK- UP J.P.T 1958

b) Manual de “completación de pozos”. Usado para el curso de completación de pozos UCV.1990.

c) Primera versión del manual CIED. “Completación y reacondicionamiento de pozos”

d) WWW.producción por packer.com