Programa de Entrenamiento Acelerado Para Supervisores

8/14/2019 Programa de Entrenamiento Acelerado Para Supervisores

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IDPT CDP

IPM

Fundamentos de Diseo de Revest idores

Programa de EntrenamientoAcelerado para Supervisores


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IDPT CDP

IPM

Contenido de la presentacin

Objetivos

Definiciones

Criterios para el diseo de revestidores

Colapso

Estallido

Tensin

Fundamentos de Diseo de Revestidores


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IDPT CDP

IPM

Objetivos de la Presentacin:

Al finalizar la presentacin USTED deber se capaz de:

Estar familiarizado con los criterios que se toman en

consideracin cuando se va a disear una sarta derevestimiento para resistir los esfuerzos de:

Colapso

Estallido

Tensin

Conocer los factores de seguridad aplicados en el diseo

Fundamentos de Diseo de Revestidores


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Definicin:

El diseo del revestimiento envuelve la determinacin de losfactores que influyen en la falla y en la seleccin de los gradosy pesos de tubulares ms apropiados para las operaciones

especficas,

El programa de revestidores deber tambin reflejar losrequerimientos de completacin y produccin del pozo,

Se necesita un buen anlisis de los esfuerzos que estarn

presentes y la abilidad para para aplicarlos en el diseo de lassartas de revestimiento

Fundamentos de Diseo


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Definicin:

El producto final de tal diseo es un recipiente de presin quesea capaz de resistir las presiones interiores y exteriores, ascomo las cargas axiales a que sea sometido,

Las irregularidades dentro del hoyo sometern el revestidor aesfuerzos adicionales por fuerzas de doblamiento que tambindebern considerarse en el proceso de seleccin del grado deacero,

En general, el costo de un revestidor con un grado de acero

dado es proporcional a su peso. A mayor peso, mayor ser elcosto del tubular,

De modo tal que el diseador deber asegurarse deseleccionar el menor costo con la mejor calidad posible

Fundamentos del diseo


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Criterios para el diseo Suposiciones bsicas para el Diseo por

Colapso:

El revestidor est vaco debido a unaprdida de circulacin total en lazapata o la profundidad total, TD,

La presin interna en el revestidor escero,

La presin exterior sobre el revestidores ejercida por la columna de lododentro del pozo al correr la sarta,

No existe cemtento alrededor delrevestidor.

Fundamentos de diseo

Zapata

TD


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Criterios para el Diseo

Colapso (C):

C = densidad del lodo x profunidad x aceleracin gravitacional, C = gh,

C = 0.052 h

Pr. de Colapso en la zapata = Presin Externa Presin Interna

Pr. de Colapso en Superficie = 0



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Estallido:

El criterio para el Estallido se basa normalmente en lamxima presin de formacin que resulta al tomar un influjo

durante la perforacin de la siguiente seccin del agujero.


Presin


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Criterios para el Diseo Estallido:

Gas a la superficie:

Este es el caso extremo, Para mayor Factor de Seguridad al

estallido se supone que un influjo degas ha desplazado por completo lacolumna de lodo dentro del pozo,

Esto har que el revestidor quedesometido a los efectos de estallido porla presin de formacin actuando en suinterior.


zapata

TD


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Gas a la superficie:

En el tope del agujero, la presin exterior ejercida por lacolumna de lod es cero, por lo que la presin interna deber sersoportada enteramente por el cuerpo del revestidor,

Por lo tanto, la presin de estallido ser mxima en el tope ymnima en la zapata del revestidor donde la presin interior esresistida por la presin hidrosttica de la columna de fluidos en

el anular exterior al revestidor.



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Criterios para el Diseo Estallido: Gas a la superficie:

En el diseo convencional del revestidor, se acostumbrasuponer que el influjo es de gas lo cual constituye el caso msdesfavorable para el sistema del pozo en trminos de presin,

El gradiente del gas del influjo se supone de 0.1 psi/pie. Estegradiente causar un pequeo incremento en la presin deformacin a medida que asciende dentro del pzo,

Se deber seleccionar un punto para el asentamiento para elrevestidor tal que la presin impuesta en la zapata sea menor

que la presin de fractura de la formacin debajp de ella a esaprofundidad,

En pozos exploratorios en los que se desconoce la presin delyacimiento, la presin de formacin de la siguiente seccin delagujero se estima con base en el mximo peso de lodo.



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Presin de Estallido en Superficie, B1 = Pr. de la columnaexterior de fluido Pr. de Formacin dentro del revestidor.(B1) = Pf G x TD.

Las presiones interior y exterior en la zapata del revestidor(Pi) y (Pe) se calculan con la mxima presin de formacinesperada a la profundiad final de la seccin siguiente TD,suponiendo evacuacin total del pozo con gas:

Pi = Pf - G (TD prof de la zapata)

Pe = 0.465 x prof. de la zapata,

La presin de estallido en la zapata ser, (B2) = Pi - Pe

B2 = Pf - G x (TD prof de la zap) - 0.465 x prof de la zap.



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Ejemplo: Revestimiento de 9 5/8, Prof de la zapata = 5000 pies, Profundidad final de la seccin siguiente, TD = 10000 pies, Pf = 5000 psi, Peso del lodo en el pozo al correr el revestidor de 9 5/8 = 10 lbs/gal. Presin de colapso en la zapata = 10 x 0.052 x 5000 = 2600 psi, Presin de estallido en superficie = 5000 - ( 0.1 x 10000 ) = 4000 psi,

Pr. de estallido en la zapata = { 5000 - ( 0.1x [10000 - 5000] ) } - { 0.465 x 5000}= 4500 - 2325 = 2175 psi,

Revestimiento Seleccionado: L80 40lbs/pie, B = 5750 psi, C = 3090 psi



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Criterios para el Dieso

Tensin:

La mayor parte de la tensin axial proviene del peso mismo

del revestidor, Otras cargas tensionales puede deberse a:

Doblamiento,

Arrastre,

Cargas de impacto y esfuerzos inducidos durante las pruebas

de presin. Al disear el revestimiento se considera que el tramo superior

de la sarta como el punto ms dbil a la tensin toda vez quetendr que soportar el peso total de la misma.



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Criterios para el Diseo Tensin:

Los esfuerzos de Tensin se determinan como sigue:

Calcular el peso del revestimiento en el aire (valor positivo)empleando la profundidad vertical,

Peso del revestidor en el aire = peso del revestidor en (lbs/pie) xprofundidad del agujero (prof vertical verdadera, TVD pies),

Calcular la boyancia o flotacin (valor negativo),

BF = Pe (Ae - Ai) para revestidor con punta abierta (zapata gua), BF = Pe Ae - Pi Ai para revestidor con punta cerrada (zapata y

collar flotadores)



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Mtodo de Presin y rea

Ai

Ae

Pi Pi

Ai

Ae

Pe

Pi


Revestimiento

Con punta abierta

Revestimiento

Con extremo cerrado


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Ejemplo:

Revestimiento de 20, ID = 18.71 pulg, 133 lb/pie, con extremo abierto, Prof de la zapata = 2800 pies, Peso del lodo en el pozo = 10 lbs/gal.

Solucin empleando el mtodo de Presin y rea:

Peso en el aire = 2800 pies x 133 lbs/pie = 372,400 lbs,

Fuerza de Empuje por flotacin, BF = Pe (Ae - Ai) para extremo abierto,

BF = 0.052 x 10 x 2800 (314.16 - 274.94) = 57,104 lbs,

Peso sumergido, BW = Peso en el aire Peso flotado= 372,400 - 57,104 = 315,295 lbs



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Calcular la fuerza de doblamiento en pozos desviados (valorpositivo),

Fuerza de doblamiento = 63 Wn x OD x ,Wn = wt of casing (lb/ft) positive force,

= severidad de la pata de perro (grados/100pies), (emplear una curvaturapromedio de 2 grados/100 pies de trayectoria)

Calcular la fuerza aplicada en pruebas de presin:

El revestidor se deber probar a la mxima presin para la que fudiseado

Fuerza debido a la presin = rea x Presin = /4 (ID2) x Pr. de prueba



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Criterios para el Diseo4.4 Mnimos Factores de Diseo


1.251.251.25Tri-Axial

1.21.21.2Compresin

1.61.61.6Tensin

1.251.1

1.251.1

1.251.1

Estallido (servicio normal)Estallido (servicio crtico)

1.11.11.0Colapso

Tubera deProduccin

Revest o liner de Produccin,extensiones de liner deproduccin hasta superficie

Revest. De superficie e intermedios,lineres de perforacin, extensionesde liner hasta superficie

CARGAS DEL DISEO


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Ahora USTED deber ser capaz de:

Estar familiarizado con los criterios para el diseo de una sartade revestimiento con respecto a:

Colapso, Estallido,

Tensin.

Conocer los factores de seguridad empleados en el diseo.


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