sábado, 30 de junio de 2012

viernes, 29 de junio de 2012

Límite elástico y punto de cedencia I

Se define como cuerpo elástico, a aquel que recobra su tamaño y su forma original después de actuar sobre él una fuerza deformante. Es conveniente establecer relaciones de causa y efecto entre la deformación y las fuerzas deformantes para todos los cuerpos elásticos. 
Robert Hooke fue el primero en establecer esta relación por medio de la invención de un volante de resorte para reloj. En términos generales, Hooke descubrió que cuando una fuerza (F) actúa sobre un resorte produce en él un alargamiento (s) que es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza, este concepto lo representamos con la siguiente figura:

jueves, 28 de junio de 2012

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Sabemos bien que los materiales u objetos supuestamente son rígidos y totalmente sólidos. Sin embargo, hemos comprobado que los cables y tuberías pueden alargarse o romperse, que los elastómeros se comprimen y algunos pernos se rompen, etc. Por lo tanto, es necesario estudiar las propiedades mecánicas de la materia, para tener una comprensión más completa de éstos efectos, por lo que a continuación expondremos y analizaremos algunos conceptos básicos de dichas propiedades.

martes, 26 de junio de 2012

Operaciones 1:

Para considerar un cálculo en forma rápida y práctica, suponemos que la fuerza más importante es la ejercida por la presión del yacimiento, contra el área de la tubería donde está cerrado el preventor. 
Área = 0.7854 x 52 = 19.635 pg2 = 126.68 cm2. 
Fuerza ascendente = 20 Kg/cm2 x 126.68 cm2 =2,534.0 kg.
 Aproximadamente 2.5 ton hacia arriba y con un peso hacia abajo de 86 tons. · 
Encontrar la carga en el gancho para desconectar o liberar la T. P. de 2 7/8” del empacador (Fig. 5.3).

Datos:
Profundidad del empacador – 2899.0 m.
T. P: - 2 7/8”, 9.685 Kg/m; D. I. – 2441”.
Orificio del empacador – 2.69”.
Aceite en el espacio anular de 0.825 gr/cm3.
Agua salada en la tubería de 1.15 gr/cm3.
Nota: Hacer comentarios en el aula del porqué el uso de la presión de la T.P. para el cálculo.

lunes, 25 de junio de 2012

APLICACIONES

· Con la siguiente información del pozo, encontrar la fuerza ascendente y compararla con el peso de la sarta de perforación. Suponiendo que al estar perforando se detectó un brote y se realizo el procedimiento de cierre del pozo.

T. P. – 5” – 29.05 Kg/m, T. R. – 13 3/8” – 2020.0 m.
H. W. – 5” – 110.0 m, 74.50 Kg/m.
Lastrabarrenas – 8” x 3” – 219.03 Kg/m, 96.0 m.
Barrena – 12”.
Fluido de perforación – 1.48 gr/cm3.
Profundidad del brote – 2850.0 m.
Presión en T. P. - 20 Kg /cm2.
Presión en T.R.- 35 Kg/cm2
Presión de formación – 442.0 Kg/cm2.
Peso de la sarta de perforación – 86 tons.

sábado, 23 de junio de 2012

FUERZA RESULTANTE CON PRESIÓN DE FORMACIÓN EN EL POZO

Cuando se presenta una presión en el pozo (Brote), ésta presión influye en la parte inferior de la sarta con que se esté realizando la operación, en un área determinada, ocasionando una fuerza ascendente en la tubería, en donde dicha fuerza puede ser mayor que el peso de la sarta de perforación en el pozo, pudiendo llegar a expulsar la sarta fuera del pozo. Generalmente sucede este tipo de problema cuando estamos a poca profundidad o en los viajes, en donde podemos tener poco peso, sin embargo, se puede presentar el caso en donde la presión de formación sea demasiada alta y ocasionar una fuerza ascendente alta. A continuación expondremos un cálculo de la fuerza ascendente para que tenga una mayor comprensión de dicha fuerza y tomar las medidas de seguridad cuando se presente dicho problema. Dos conocimientos básicos pueden obtener de estos conceptos técnicos. 
· Cerrar el preventor de arietes de tal forma que tengamos cerca una junta de la parte inferior del rams y poder utilizarla como un tope en caso que la fuerza ascendente sea demasiado alta. 
· En caso de que el peso de la sarta sea mayor que la fuerza ascendente y se tenga que meter tubería a pozo cerrado, con el preventor anular esférico, nos aprovechamos del peso de la sarta para efectuar un Stripping.

viernes, 22 de junio de 2012

Análisis de fuerzas en sellos (PBR/ sellos Mollyglass) II

Datos:
T.R.- 9 5/8”, P-110, 47 lb/pie a 3750.0 m
Liner programado – 7”, P-110, 35 lb/pie de 3600-5300 m- D.I.- 6.004”
Lechada de cemento – 1.89 gr/cm3
Fluido de perforación – 1.60 gr/cm3
Tubería de perforación – 4 ½” – 16.6 lb/pie
Diámetro de sellos Mollyglass, exterior – 6”, .D.I.- 2.812” (mandril)
Presión máxima a alcanzar – 2000 lb/pg2

jueves, 21 de junio de 2012

Análisis de fuerzas en sellos (PBR/ sellos Mollyglass) I

En las operaciones de cementación de una tubería de revestimiento corta (Liner), sabemos que en el aparejo o la sarta para colgar la T.R. corta, uno de sus componentes es un mandril con elementos de sellos de teflón inerte, convenientemente resistente para altas presiones y temperaturas en el fondo del pozo, y de ácido sulfhídrico. 
Dichos sellos son alojados en un receptáculo pulido interior (PBR), ésta herramienta se puede colocar inmediatamente arriba o abajo del colgador, la cual proporciona un sello positivo durante las operaciones de cementación. 
Para prevenir que dichos sellos sean expulsados de su alojamiento, durante el bombeo de la lechada de cemento (Efecto del pistón), es necesario calcular éste efecto para contrarrestarlo con peso sobre el colgador. A continuación realizaremos un cálculo, como ejemplo, del efecto del pistón (Fig. 5.1)

miércoles, 20 de junio de 2012

Análisis de fuerzas en un empacador II

Observaciones: La fuerza resultante hacia arriba de 9256 kg originada por el yacimiento tratará de desempacar la herramienta. Para este caso se puede aplicar una de las siguientes opciones: 
a) Utilizar un empacador permanente o semipermanente cuando no se pueda represionar el espacio anular. 
b) Utilizar un empacador de compresión ancla doble, para auxiliar al empacador en su mecanismo hidráulico, producido por la diferencial de presiones.

martes, 19 de junio de 2012

Análisis de fuerzas en un empacador I


Operaciones.
1ro. Presiones en el pozo y área en donde actúan, y fuerzas:
a) Presión hidrostática en el área transversal entre T.R. y T.P.
b) Presión de formación en el área transversal del empacador y T.P.
c) Peso para anclar (6,500 kg).
2do. Ph =
10
1250.0´1.0
= 125.0 kg/cm2
At = 0.7854 (5.7912 – 2.3752)
At = 21.91 pg2 = 141.35 cm2
F = 125.0 kg/cm2 x 141.35 cm2 = 17,669
kg¯
Presión de formación esperada (Pf):
Pf = 0.090 kg/cm2/m x 2,500 m = 225
kg/cm2
At = 0.7854 x (5.7912 – 1.9952)
At = 23.212 pg2 = 149.754 cm2
F = 225 kg/cm2 x 149.754 cm2 = 33,695
kg­
Resultante = 33,695 kg – 17,669 kg – 6500 kg = 9,256.­

lunes, 18 de junio de 2012

ANÁLISIS DE FUERZAS EN EMPACADOR Y EN SELLOS (PBR/SELLOS MOLYGLASS)


Análisis de fuerzas en un empacador
Datos:
· T.R.- 6 5/8”, N-80, 28 lb/pie, D.I.- 5.791”.
· T.P. - 2 3/8”, J-55, 4.7 lb/pie, D.I.-1.995”.
· Profundidad media de los disparos – 2500 m.
· Nivel de fluido – 1240.0 m.
· Se pretende anclar el empacador a 2490.0 m con 6,500 kg.
· Gradiente de presión de formación.- 0.090
kg/cm2/m

domingo, 17 de junio de 2012

CÁLCULO DE LA FUERZA RESULTANTE

Generalmente nuestros cálculos en el pozo se relacionan directamente con las presiones y no con las fuerzas que pueden originar las presiones que actúan sobre su área determinada. Si consideramos más de una presión que influye en diferente sentidos y en diferentes áreas, entonces por lógica tendremos una fuerza resultante de todas ellas, que en este caso es la que tomaremos en cuenta en las operaciones del pozo, basándonos en un análisis de fuerza que nos proporcionará su cuantificación y el sentido, ya sea hacia arriba o hacia abajo. Para realizar un análisis de fuerzas en las condiciones de un pozo, se procede de la siguiente forma: 
1. Identificar las presiones y las diferentes áreas donde actúan cada una de ellas. 
2. Calcular las presiones y áreas identificadas. 
3. Encontrar la fuerza en cada una de éstas partes o secciones con la fórmula: 
Fuerza = Presión x Área.
 Considerando las fuerzas positivas en sentido hacia arriba y negativas hacia abajo. 
4. Realizar una suma algebraica para encontrar la fuerza resultante, y de acuerdo al signo del resultado será su sentido. Con los ejemplos que expondremos en el siguiente tema, podrá verificar con mayor claridad el procedimiento del análisis y sobre todo la importancia que tiene éste tipo de cálculos.

viernes, 15 de junio de 2012

Aplicaciones II

· Con la información anterior realizar un programa hidráulico para perforar hasta 3650.0 m, con un fluido de perforación de 1.68 gr/cm3 viscosidad plástica de 36 cps y punto de cedencia 12 lb/100 pie2
 · Con la información del programa de perforación de pozo del área en donde labora, realice un programa hidráulico y compárelo con el diseño del programa del pozo.

jueves, 14 de junio de 2012

Aplicaciones I

Aplicando la tabla 4.1, para este caso se busca en la columna de tres, el valor más próximo al área calculada, siendo: 3T –15/32”. Si se desea usar toberas de diferentes diámetros, se seleccionan las tres con la condición que la suma de sus áreas debe ser aproximadamente a la calculada. 
Cuando se tienen más de tres toberas, se divide el área calculada entre el número de toberas para encontrar el área de cada una o de una forma de ensayo y error selecciónelas con la tabla para diferentes diámetros, no olvidando la condición antes mencionada. 
Nota.- Continuar con los siguientes cálculos aplicando las fórmulas que se estudiaron en el manual del Perforador y terminar con la información solicitada en el formato

miércoles, 13 de junio de 2012

Operaciones 2:

· En el espacio anular entre T.P. y agujero (se tomará en esta forma para hacer un cálculo más práctico).
4. Total de la caída de presión en el sistema de circulación: 964 lb/pg2
En este caso seleccionamos una caída de presión para la barrena de 926 lb/pg2. Para el H.P. hidráulico se tiene una presión de bombeo muy cercana a la presión máxima de la bomba.
5. Diámetro de las toberas

domingo, 10 de junio de 2012

Operaciones 1:

1. Llenar el formato con la información anterior y posteriormente con los cálculos realizados.
 2. Gasto de bomba para perforar. Con base en la velocidad de penetración
3. Caída de presión por fricción en el sistema de circulación: · En el equipo superficial

sábado, 9 de junio de 2012

APLICACIONES

Una placa de 20 cm2 de área está separada a 1 cm. de otra placa fija. Calcular la viscosidad del fluido en centipoise, si se requiere una fuerza de 100 dynas para mover la placa superior a una velocidad constante de 10 cm/seg.
Con la siguiente información del pozo, realizar un programa hidráulico de 2100.0 m a 3000.0 m

viernes, 8 de junio de 2012

PROBLEMAS MÁS COMUNES EN LA OPTIMIZACIÓN HIDRÁULICA.

Los problemas que se puedan presentar para la optimización hidráulica, concentrándose más en los criterios hidráulicos del impacto hidráulico y el H.P. hidráulico, se relacionan con las siguientes limitaciones: 
· Capacidad de las bombas de lodos. 
· Densidad y propiedades reológicas altas, del fluido de perforación. 
· Presión de trabajo de alguna parte del equipo superficial (Por ejemplo: tubo lavador). 
· Profundidad del pozo, mayores longitudes de tubería de perforación. 
· Disminución del diámetro de la tubería. 
Ante estas consideraciones, se conocen actualmente cinco parámetros hidráulicos (tema 4.2) para que de acuerdo a sus conocimientos y experiencia los aplique y cuando menos estar en uno de ellos, además de que posee el conocimiento del lineamiento de gasto normal para perforar, que es el inicio para obtener una eficiente hidráulica.

jueves, 7 de junio de 2012

DISEÑO DE UN PROGRAMA HIDRÁULICO PARA PERFORAR III

Debido a que existen varios autores de los modelos matemáticos, basando sus estudios en el tipo de fluido, patrón de flujos, propiedades reológicas, etc. Para el propósito de nuestro manual expondremos un ejemplo de cálculo tomando el modelo de la compañía Smith Tool para fluidos No-Newtonianos y flujos turbulentos. Considerando que dicho modelo era aplicado en la regla de cálculo hidráulico, que en años anteriores en el inicio de la hidráulica se usaron en el campo y por que generalmente en el interior de la sarta se tiene flujo turbulento, siendo el espacio anular, entre T.P. y agujero en donde podría haber flujo turbulento o laminar*. Modelo matemático para el cálculo de la caída de presión por fricción en el interior de la tubería y espacio anular.

Nota: Dichas fórmulas tienen algunos cambios en las unidades con respecto a la original, para hacerlas más prácticas y en el caso de la primera se ha estructurado en dos factores para evitar operaciones repetitivas.
 * El número de Reynolds, especifica el tipo de flujo.

miércoles, 6 de junio de 2012

DISEÑO DE UN PROGRAMA HIDRÁULICO PARA PERFORAR II

Los pasos a seguir en forma general, para el diseño del programa hidráulico, son: 
1. Llenar el formato con los datos requeridos. 
2. Seleccionar el gasto de bomba y emb/min. para perforar, con base a la determinación del gasto normal para perforar. Verificar la emb/min máxima de la bomba en donde se decide si se tiene que trabajar en paralelo. 
3. Calcular la caída de presión por fricción en el sistema de circulación: Equipo superficial, tubería de perforación, tubería extrapesada (H.W.), lastrabarrenas y espacio anular. 
4. Sumar las caídas de presión en el sistema de circulación, y por medio de una regla de tres simple calcular la presión para la barrena en los criterios del impacto hidráulico y H.P. hidráulico, y con base a la presión máxima de la bomba seleccione el criterio más aceptable. Recuerde que la presión de bombeo será igual a la suma de estas dos presiones. Si la presión de bombeo es demasiada alta o próxima a la presión máxima de la bomba, seleccione una presión de bombeo de acuerdo a las condiciones de su equipo y restarle la caída de presión total, siendo éste valor la presión disponible para la barrena.
5. Teniendo la caída de presión para la barrena seleccionada, se calculan los diámetros de las toberas y el resto de los parámetros hidráulicos expuestos en el manual del perforador.

martes, 5 de junio de 2012

DISEÑO DE UN PROGRAMA HIDRÁULICO PARA PERFORAR I

Realizar un diseño del programa hidráulico en las diferentes etapas del programa de perforación, es tratar de cumplir con la mayor parte de los parámetros de la optimización hidráulica y obtener una mayor velocidad de penetración. Los cuales mencionados en orden jerárquico son: 
· Impacto hidráulico 
· Caballos de fuerza hidráulico (H.P. hidráulico) 
· Índice de limpieza en el fondo del agujero (H.P./pg2 ) 
· Velocidad del lodo en las toberas. 
· Velocidad anular óptima. 
Un programa hidráulico nos proporciona información para evitar altas caídas de presión en el sistema de circulación y evitar problemas en el equipo superficial, así como también mayor esfuerzo en la bomba de lodo y por consecuencia mayor mantenimiento, etc. El diseño de un programa hidráulico, en condiciones normales de perforación, se puede realizar cada 500 o 1000 m de profundidad. (En el caso de una barrena PDC, se considera la profundidad a perforar), de acuerdo al cambio de densidades y de la reología del lodo, así como en el cambio de diámetros interiores de la sarta de perforación.

domingo, 3 de junio de 2012

Parámetros hidráulicos IV

Esto significa que el 35% de la presión limitada o presión de bombeo máximo deseado, es de pérdida de presión en el sistema de circulación y el 65% restante para aplicarlo en la barrena. En la gráfica 4.2 se muestra la confirmación de los métodos I.H. y H.P.H. en sus porcentajes de optimización.

sábado, 2 de junio de 2012

Parámetros hidráulicos III

Algunos piensan, que en la teoría del impacto hidráulico, la remoción de recortes depende de la fuerza con la que el fluido pega en el fondo del agujero y tal vez sea por el resultado de la fórmula en lbs. Pero si consideramos que en la fórmula del impacto, su origen es la ecuación Fuerza = masa x aceleración (F = m x a), se puede tener el concepto de impacto hidráulico, como la fuerza en lbs. que pasan en la sección de las toberas en la unidad de tiempo. Caballos de fuerza hidráulicos.- Los H.P. hidráulicos pueden definirse como la velocidad a la que el fluido hace trabajo en el sistema de circulación. En realidad los caballos de fuerza son una velocidad definida de hacer trabajo. En forma matemática, se representa como:

viernes, 1 de junio de 2012

Parámetros hidráulicos II

La fuerza de impacto en la ecuación depende del peso del lodo, entre más alto, mayor el impacto. Sin embargo, el peso del fluido no se cambia con ese propósito. Por esa razón se considera una constante para cualquier sistema. Para obtener éste parámetro, se requieren las siguientes condiciones
Donde: Ps = Caída de presión por fricción en el sistema. Pm = Presión manométrica o de bombeo. Pb = Caída de presión en la barrena. Lo anterior establece que para una presión limitada en la superficie, la pérdida de presión en el sistema de circulación deberá ser el 51% de la presión en la superficie y el 49% restante de la presión disponible se aplica a la barrena para el impacto óptimo.