Calculos de Bombeo de Tapones Balanceados de Cemento Traducido desde: http://www.drillin http://www.drillingformulas.com/ba gformulas.com/balanced-cement-plug-calcula lanced-cement-plug-calculation/ tion/
Los Tapones Balanceados de cemento constituyen el método de asentar o posicionar un volúmen de cemento (Tapón) por la aplicación de la Hidrostática balanceada. Cuando hablamos de "Balance" estamos indicando que la presión hidrostática al final de la tubería es la misma que la observada en el espacio anular (ver figura de abajo).
(Presión Hidrostática balanceada en ambos lados)
Esta actividad de bombeo de un tapón de cemento no es una de las operaciones rutinarias de operation, ya que se realiza en ciertas situaciones, tales como Tapones de DESVÍO, Tapones de ABANDONO, etc. etc .
Una vez realizados los cáclulos, se sabrá que tantos volumenes de fluido deben bombearse hasta lograr un balance hidrostatico en ambos lados (tubería y anular). Sin embargo, prácticamente es posible que se necesite sobre desplazar unos cuantos barriles , por lo tanto, se debe tener la capacidad de sacar la tubería seca y permitir que el cemento caiga mientras se está sacando fuera del hoyo. Ello también nos permite evitar que el cemento suba debido a los efectos del suabeo.
La Cola o Tubería de Cementación puede variar en medidas medidas desde la de un drill pipe (5") a la de un Tubo pequeño (2-7/8”). Algunos prefieren usar tubulares pequeños como Tubing, por ejemplo, para minimizar el suabeo de cemento mientras se esta sacando la tubería hasta superficie. Así por ejemplo, se puede usarcomo Cola 500 pies de Tubing 2- 7/8” y el resto se puede completar con tubería de perforación
(Dp´s 5") La longitud del cemento se basa en las especificaciones requeridas por la experiencia de cada empresa operadora. Dicha longitud puede variar desde unos cuantos cientos de pies hasta cubrir varios cientos más.Normalmente la longitud del cemento es la que tiene que quedar en fondo una vez retirada la tuberia, por lo que Depende del tipo de trabajo que se está haciendo en el Pozo. Si se está realizando un Tapón de Desvío común, se requieren 500 pies de cemento. Si se requiere cementar una tubería o BHA pegados, se necesita posicionar más pies de cemento adicionales al tope del BHA.
CALCULOS PARA TAPONES DE CEMENTO BALANCEADOS.
Para esta operaion se requiere determinar los siguientes valores:
1. Volúmen del Cemento que se requiere. 2. Altura del Cemento y Espaciador cuando la Tubería está en el Hoyo. 3. Volumen a desplazar para Balancear la Hidrostática en ambos lados (anular y tubería). Cuando se termine el desplazamiento se debe tener iguales alturas de Cemento/ Espaciador/ Lodo en ambas columnas, tal como lo muestra la figura de al lado 4. Una vez sacada la cola de cementación y la tubería, se debe contar con un balance en el fondo tal como lo muestra la siguiente figura.
Ejemplo de Cálculos
Se planea posicionar un Tapón de abandono en hoyo abierto a través de una arena. INFORMACION DEL POZO: • Zapata de 7” @ 6000’ MD/ 5500’ TVD. • Revestidor 7” / 23 ppf , rosca BTC --> ID = 6.366". • Fluido de Perforación = 10.0 lpg Lodo Base Aceite. • Diametro del Hoyo = 6,25” basado en Registro Caliper. • TD del Pozo = 12.000’ MD/ 10.000’ TVD • Intervalo de Arena 9000 – 9500 ft • Longitud Planificada del Cemento 1.000 pies
• Base planificada del Tapón @ 9600 pies • Espaciador: 50 bbl @ 10,5 lpg. • Cola de Cementación: 1200 pies de tubing 2 -7/8” (ID= 2,44") . • Diametro DP= 4” --> ID = 3.35 pulgadas • Exceso = 0% • Peso del Cemento= 16,0 Lpg Determinar el Volumen de Cemento Requerido y el Plan de Desplazamiento a Seguir. 1. Volumen de Cemento?
Capacidad del Hoyo del Pozo = 6,252 ÷ 1029,4 = 0,0379 bbl/ft Volumen de Cemento = longitud cemento x Capacidad del Hoyo Volumen de cemento = 1000 ft x 0,0379 bbl/ft = 37,9 bbl 2. Qué altura alcanzará el Cemento mientras la Cola + Tubería están en Fondo?
Capacidad Cola de Cmto ( tubing 2- 7/8”) = 2,4412 ÷ 1029,4 = 0,0058 bbl/pie Capacidad Anular Hoyo - Cola Cmto = (6,25 2 – 2,8752) ÷ 1029,4 = 0,03 bbl/pie Mientras esté la tubería en el hoyo, el Tope del Cemento (TDC) estará más arriba.
Calculamos el TDC por la siguiente fórmula Longitud del Cemento con Tubería = Volumen Cmto ÷ (Capacidad Tubing + Capacidad Anular) Donde; Longitud del Cmto c/ Tuberia en pies Volumen de Cmto en bbl. Capacidad del Tubing en bbl/pie Capacidad Anular en bbl/pie Longitud del Cmto c/ Tuberia = 37,9 ÷ (0,03+0,0058) = 1.059 pies Ello significa que la altura del tapón cuando está la tubería será de 1059 pies, por lo tanto TDC con tubería en el Hoyo estará @ 8541 pìes (9600'-1059'). 3. Altura del Espaciador mientras la Tubería está en el Hoyo.
Si se planifica bombear 50 bbl de fluido espaciador previo al cemento, entonces es posible que parte del espaciador suba por encima del tope de la Cola de Cementación 2-7/8". Vol Espaciador Tope Cmto - Tope de Cola 2-7/8" (Vol Espac1) Vol Espac1 = (Cap Anular Hoyo - Cola 2-7/8") x (Longitud TDC - Tope de Cola 2-7/8") Vol Espac1 = 0,03 x (8541-8400) = 4,23 bbl. Entonces el resto del volumen del espaciador será 45,77 barriles (50 - 4,23) y estará ubicado entre el Espacio anular del Hoyo del Pozo a Drill Pipe. Longitud de Espaciador Hoyo - Dp = Volumen Espaciador ÷ (Capacidad Anular Hoyo - DP 4") Capacidad Anular Hoyo - DP 4"= (6,252-42) ÷ 1029,4 = 0,0224 bbl/pie Longitud de Espaciador Hoyo - Dp = 45,77 ÷ 0,0224 bbl/pie = 2043 pies Entonces el Tope del Espaciador será igual al Tope de la Cola 2-7/8" menos la Longitud del Espaciador ubicado entre el Hoyo y Dp 4" Tope del Espaciador = 8400 pies
–
2043 pies = 6357 pies
4. Volumen de Espaciador que tenga Igual altura en Anular
El volumen del espaciador dentro de la Tubería será igual al volumen ubicado dentro de la Cola 2-7/8" más el que está en el DP 4”.
Volumen de Espaciador en Cola 2-7/8" = Capacidad de Cola 2-7/8" x longitud (TDC - Tope de Cola 2-
7/8") Capacidad de Cola 2-7/8" = 2.4412 ÷ 1029,4 = 0,0058 bbl/pie Volumen de Espaciador en Cola 2-7/8" = 0,0058 x (8541-8400) =0,8178 bbl. Volumen de Espaciador en
DP 4”
= Capacidad DP 4" x Longitud ( Tope de Cola 2-7/8" - Tope de
Espaciador) Capacidad DP 4" = 3,352÷ 1029.4 = 0,0109 bbl/pie Volumen de Espaciador en DP 4”= 0,0109 x (8400 – 6357) = 22,27 bbl Volumen Total Espaciador en Tubería = 22,27 + 0,8178 = 23,1 bbl. 5. Volumen de Desplazamiento de Lodo
Con la finalidad de balancear la presión hidrostática, el volúmen de lodo a desplazar será desde
superficie hasta el tope del espaciador Volume de Desplazamiento de Lodo = capacidad DP 4” x tope del Espaciador Volume de Desplazamiento de Lodo = 0,0109 x 6357 = 69,3 bbl.
De los cálculos realizados determinamos los siguientes pasos de Bombeo para Balancear el Tapón d e Cemento: 1. Bombear 50,00 bbl de Espaciador. 2. Bombear 37,90 bbl de cemento. 3. Bombear 22,27 bbl de Espaciador. 4. Bombear 69,30 bbl de Lodo de Perforación. ** Se debe sobre desplazar 2-3 bbl para crear el efecto de caída en el cemento. ** 5. Sacar lentamente hasta arriba del Cemento TDC 6. Circular en forma Inversa, desde el fondo hasta superficie. 7. Sacar la tubería desde el fondo hasta la superficie.
Finalmente el cemento, un vez sacada la tubería y la cola 2-7/8" queda como lo muestra la figura de abajo.
jueves 26 de mayo de 2011 Como se controlan las Presiones con el Metodo de Pesar y Esperar Traducido desde el artículo "How wait and weight method controls bottom hole pressure" (Drilling Formulas)
Con este escrito se explicará la manera en la que a través del Método de control de pozos conocido como Esperar y Pesar puede controlar una presión de fondo constante. Hay dos pasos que deben considerarse por separado: el primero de ellos es donde el Peso del Lodo
de Matar es desplazado hacia la mecha y el segundo es cuando este lodo se desplaza desde la mecha hasta la superficie.
1) Desplazar Lodo de Matar hacia la Mecha Una vez que el Lodo de Matar es mezclado y desplazado dentro de la tubería, la presión dentro de esta va ir descendiendo a la vez que la presión hidrostática. Con el fin de controlar la presión en el fondo, el programa de presiones en la tubería de perforacion debe desarrollarse y cumplirse hasta que el Lodo de Matar esté en la mecha.
Observa la siguiente ecuacion:
Presion en Tubería = BHP = Presión en Revestidor DPP + HP Tuberia = BHP = HP + CP + P friccional en el Anular.
–
P friccional en
Donde: DPP es la presion en la Tuberia HP es la presion Hidrostatica P Friccional es la Presión de Friccion CP es la presion en el Revestidor
Del Lado de la Tubería:
DPP caerá cuando el KWM sea desplazado HP incrementará debido a que el KWM esta en la tubería. Friccion P en la tuberia no cambiara significativamente
Del Lado del Revestidor: HP reducirá su valor debido a la expansión del gas en el anular. CP incrementará para compensar la caída de presión hidrostatica. Friccion P en el anular tendra minimos efectos en la presion del fondo debido a la baja tasa de flujo con la que se esta bombeando mientras se esta matando el pozo.
2) Desplazando KWM desde la mecha hasta la superficie. Cuando el KWM sale de la mecha, solo hay una unica columna hidrostatica en la tuberia, por lo tanto, con la finalidad de mantener constante la presión en el fondo del hoyo, se tiene que mantener también constante la presion en la Tubería mientras se esta desplazando el KWM.
Conclusión: • Usar una Tabla de presiones para controlar que la presion de fondo se mantenga constante mientras el Lodo de Matar se está desplazando hacia la mecha. • Después que el Lodo de Matar salga de la mecha, mantener constante la presion de la tubería hasta que se complete la circulación.
Tabla de Presiones en Tubería (Calculadas para el Metodo de Pesar y Esperar)
Con este ejemplo podemos demostrar como se determina la Tabla de presiones en tuberia para el metodo de esperar y pesar.
INFORMACION DEL POZO Peso de Lodo usado = 9.5 Lpg Capacidad de la Bomba = 0.1 bbl/stroke Profundidad del Pozo = 9000’MD / 9000’TVD Capacidad de la Tuberia = 0.0178 bbl/pie Volumen de las Lineas en Superficie = 15 bbl. Presion de Cierre en Revestidor = 700 lppc Presion de Cierre en Tuberia = 500 lppc ICP = 1600 lppc a 30 spm como Tasa de Matar
Seguir los pasos de abajo para determinar la Tabla de Presiones en Tubería:
Determinar Peso del Lodo de Matar:
KWM = OMW + [SIDPP ÷ (0.052 x TVD)] donde; KWM es el Peso del Lodo de Matar en Lpg OMW es el peso original del Lodo en Lpg SIDPP es la Presion de Cierre en la Tuberia, en Lppc TVD es la profundidad Vertical Verdadera , en pies.
Determinamos primeramente la densidad del Lodo de Matar.
KWM = 9.5 + [500 ÷ (0.052 x 9000 pies)] KMW = 10.6 lpg
Determinar la Tasa de Circulacion Baja (SCR) SCR = ICP
–
SIDPP
Donde; SCR es la Tasa Baja de Circulación (lppc). ICP es la Presión Inicial de circulación (lppc) SIDPP es la presión de cierre en la Tubería (lppc) SCR = 1600
–
500 = 1100 psi
Determinar Presión de Circulación Final (FCP) FCP = SCR x KWM ÷ OMW Donde; FCP es la presión de circulación final (lppc) SCR es la Tasa Baja de Circulación (lppc) KWM es el Peso del Lodo de Matar (lpg) OMW es la densidad original del Lodo (lpg)
FCP = 1100 x 10.6 ÷ 9.5 = 1227 lppc
Determinar las emboladas necesarias desde supeficie hasta la Mecha. Volumen de la Tubería = Capacidad de la Tubería x TD ÷ Desplazamiento de Bomba Donde; Volumen de Tuberia está dado en emboladas o strokes. Capacidad de la Tubería esta en bbl/ft. (leer mas en capacity of pipe) TD es la Profundidad medida del Pozo en pies ( ft) Desplazamiento de Bomba en Barriles por embolada (bbl/stroke) (leer sobre esto en Mud Pump Output)
Volumen de la Tubería = 0.0178 x 9000 ÷ 0.1 = 1602 emboladas
De acuerdo con este ejemplo se necesitan 1602 emboladas para que el Lodo de Matar llegue a la mecha. La presión en la tubería puede cambiar desde 1600 lppc (ICP ) a 1227 lppc (FCP) con 1602 emboladas.
Por lo tanto la Caida de Presión por Embolada la calculamos de la siguiente forma: (ICP
–
(1600
FCP) ÷ surface to bit
–
1227) ÷ 1602 = 0.2328 lppc/embolada
Este resultado (0.2328 psi/stroke) es muy bajo, y dificil para hacer ajustes con los equipos del taladro. Por lo tanto se necesita saber que tanta presión cae por emboladas requeridas para ello. Para este ejemplo determinaremos la caida de la presión por cada 200 emboladas. Caida de Presion en Tuberia = 0.2328 lppc/emb x 200 emb = 47 lpc
Entonces se requiere crear una Tabla mostrando el Programa o secuencia de Presiones. Para la primera línea se necesitan 150 emboladas para que el KWM llegue desde la bomba hasta la mesa Rotaria. Entonces la Presión en la tuberia de perforación comenzará a caer aproximadamente 47 lppc/embolada , hasta que alcance 1227 lppc la que debiera ser la profundidad final de circulación.
Con ello se puede armar una Tabla como la siguiente.
Emboladas Presión en la Tubería (lppc) 150
1600
Comentarios 150 emboladas para llegar a Mesa Rotaria
350
1554
47 psi/200 strokes.
550
1506
47 psi/200 strokes.
750
1459
47 psi/200 strokes.
950
1412
47 psi/200 strokes.
1150
1365
47 psi/200 strokes.
1350
1318
47 psi/200 strokes.
1550
1271
47 psi/200 strokes.
1750
1227
Presion Final de Circulación
TRADUCIDO POR JEAN JORGE ACHJI, desde Drill ingFormulas.com ----------Libros de Referencia:
Formulas and Calculations for Drilling, Produc
Publicado por Jeanjorge81 en 7:11 PM Enviar por correo electrónico Escribe un blog Compartir con Twitter Compartir con Facebook Compartir con Google Buzz Etiquetas: control de Pozos, PERFORACION DE POZOS 0 comentarios TU OPINION: Calculo del Peso de Matar del Lodo. Traducido de : Kill Weight Mud (DrillingFormulas)
El peso de Matar del Lodo o Densidad de Matar del Fluido de Perforación, es el peso requerido del lodo para balancear la presión de la formación. Se bombea hacia el pozo en diferentes momentos, dependiendo del método de control de pozo a emplear (del Perforador o Esperar/Pesar) . Cómo se determina el Peso de Matar?
A través de la siguiente ecuación:
Peso de Matar (KWM) = Densidad del Lodo + (SIDPP ÷ 0.052 ÷ TVD del Pozo)
Donde, Peso de Matar del Lodo (KWM) en Lpg Densidad del Lodo en Lpg SIDP , o la Presión de Cierre en la Tubería, medida en Lppc. TVD profundidad vertical verdadera del pozo en pies. Ejemplo
Perforando con lodo de 9,5 lpg a una profundidad de 9500’MD/9000’TVD. El pozo comienza a fluir. Las operaciones se detienen y el pozo es cerrado, tomando los siguientes datos: Presion de Cierre en la Tubería = 550 lppc Presion de Cierre en el Revestidor = 700 lpapc El del Lodo de Matar requerido para balancear la presión de la formación lo obtenemos de la sguiente manera: KWM = 9.5 lpg + (550 lppc ÷ 0.052 ÷ 9000 ft) KWM = 10.7 pg (redondeando hacia arriba los decimales) Por qué necesitamos usar la SIDPP?
Cuando se tiene una arremetida (influjo desde el hoyo del pozo), la densidad del fluido en el anular es muy dificil de predecir porque es combinada entre el lodo de perforación y el influjo. Por ello no se sab exactamente cuál es la densidad del espacio anular. Además si se presenta una arremetida, la presión en el revestidor irá aumentando cada vez más y no habrá capacidad para identificar el correcto valor de la presión de cierre para determinar la presión de la formacion. En cambio en la tubería de perforación solo se encuentra la columna de fluido, del cual se sabe exactamente cuales su densidad . Con el valor exacto del peso del lodo, se puede aplicar el concepto de presión hidrostática con el propòsito de determinar la presión de la f ormación y el peso del lodo de matar, aplicando la ecuación que fue explicada anteriormente. FUENTES: DRILLINGFORMULAS.COM ----------------------------------------------
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Publicado por Jeanjorge81 en 2:53 PM
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Este artículo describe la forma en la que el acumulador (también conocido como Unidad de Koomey) opera. Primeramente iniciaremos hablando de las botellas del acumulador. Estas se usan para almacenar presión hidráulica para cerrar/abrir todas las Válvulas Preventoras. Cada Botella posee una especie de vejiga de goma y tiene un volumen de almacenamiento de 10 galones. La vejiga de goma interna esta precargada a 1000 lppc de presión con Nitrógeno (N2). Cada Botella debe estar presurizada a 200 lppc por encima de la presión de carga. En esta etapa, se usa 1,7 galones de fluido hidráulico con el propósito de comprimir el N2 al sistema de
presión mínima de 1200 psi (200 lppc por encima de la presión de pre carga), también llamada "Presión Mínima de Operación). Se bombea aceite Hidáulico hacia la botella hasta q ue la presión en la vejiga alcance los 3000 lppc (a esta presión se le llama PRESION OPERACIONAL). El volumen de fluido hidráulico usado para elevar la presión desde 1200 lppc hasta 3000 lppc (conocido como Fluido Requerido), es igual a 5 galones. Nota: Se demostrará como aplicar la ley de Boyle para determinar luego el Fluido Requerido.
SISTEMA DE CARGA DE PRESION EN EL ACUMULADOR
En una unidad de Acumulador como la que se muestra en la figura, debe haber una bomba eléctrica y dos bombas neumáticas, las cuales deberan bombear automaticamente fluido hidráulico, almacenado en un tanque de reserva cuando la presión en las botellas es menor a la presión de ajuste con el propósito de mantener la presión en la botella a 3000 lppc. La bomba eléctrica es usada principalmente para conservar la presión. Las bombas neumáticas se usarán en caso de que la bomba eléctrica falle y/o para ayudar a la bomba electrica a incrementar la presion de la botella más rápido.
Nota: se podrán observar diferentes diseños dependiendo del taladro , pero el concepto es el mismo. El fluido hidráulico bajo presión, se divide en las dos siguientes vías: 1. La primera es usada para controlr un Preventor Anular. El fluido con 3000 lppc de presión en las botellas pasa a un Regulador de Presión (en la figura es el Regulador A), con la finalidad de regular la presión desde 3000 lppc a 500-1500 lppc para operar el preventor anular. La presión empleada para operar el Preventor Anular ha de ser menor que la empleada para operar los ranes, porque una alta presión puede dañar un sello de goma dentro del preventor anular. 2. La otra via es la usada para controlar los arietes preventores (ciegos, de tubería, de corte) y la válvula HCR. El fluido hidráulico que se encuentra en las botellas a 3000 lppc de presion, pasa por un Regulador (B en la figura) con el fin de que se le reduzca la presión desde 3000 a 1500 lppc para la operación de los preventores de arietes y la válvula HCR. Una vez regulado a 1500 lppc, el fluido hidráulico se dirige a un manifold que se ua para dividir la presion hidráulica hacia diferentes vías para operar el equipo. Eso es lo que genralmente se conoce como Manifold de Presión. Todo equipo que se activa por medio de presión (como el Preventor anular, los arietes y la HCR), tienen dos puertos de fluido hidráulico. Uno es para abrir y el otro es para cerrar el equipo. Se puede operar las VIR´s a traves de interruptores remotos o manuales de la unidad de acumulador. En el caso que se desee abrir el equipo, el fluido hidráulico presurizado será transmitido para abrir el puerto y la fuerza hidráulica operará un mecanismo interno dentro del equipo para que este se abra. Para el cierre de los equipos, el fluido será empujado hacia afuera y devuelto de regreso al tanque de reserva. Publicado por Jeanjorge81 en 11:42 AM Enviar por correo electrónico Escribe un blog Compartir con Twitter Compartir con Facebook Compartir con Google Buzz Etiquetas: control de Pozos, PERFORACION DE POZOS 0 comentarios TU OPINION:
lunes 14 de marzo de 2011 ACUMULADOR Traducida desde DRILLINGFORMULAS.COM
Un Acumulador (Tambien llamado KOOMEY) es una Unidad usada para operar de manera Hidráulica los componentes de la BOP: Arietes, Preventor Anular, HCR y algunos equipos hidráulicos. Existen diversos cilindros de altas presiones que almacenan gas y fluidos hidráulicos o agua presurizada para sistemas activados hidraulicamente. El principal propòsito de estas unidad es la de suplir fuerza hidráulica a la BOP con el fin de Abrir / Cerrar las válvulas de prevención tanto en operaciones normales como en situaciones de emergencia. La hidráulica almacenada en el sistema provee de fuerza para el cierre de la BOP en operaciones de control de pozos. Por lo tanto, el volumen de influjo se reduce. El acumulador debería tener suficiente volumen para cerrar / abrir todas las preventoras y la presión del equipo debe mantenerse todo el tiempo. De acuerdo con la norma API RP53, el tanque de reserva debe tener por lo menos un volumen total del doble del requerido para cerrar todo el conjunto de Válvulas Preventoras
Basandonos en una Presión en el equipo de superficie de 3000 lppc, lo que se tiene que chequear en el Panel Remoto de la BOP y en la Unidad de Presion es la siguiente:
• PRESION EN MANIFOLD +/- 1,500 psi • PRESION EN ACUMULADOR+/- 3,000 psi • PREVENTOR ANULAR a +/- 500 – 1,500 psi • AIRE DEL TALADRO +/- 100 – 130 psi
Los siguientes son los 4 principales componentes del Koomey: • Acumuladores • Sistema de Bombeo (Bombas Eléctricos y Neumáticos) •Sistema de Manifold • Tanque de Reserva.
Según la API RP 53, tiene que haber 2 o 3 fuentes de energía independientes que deben estar disponibles para cada unidad de cierre. Normalmente son de los siguientes tipos: • Hidraulica con Presion cargada en las Botellas • Neumáticas • Electricas
A: Regulador de Presión para mantener el Preventor anular de 500-1500 psi B: Regulador de Presión para mantener la presión del Manifold @ 1,500 psi Linea azul para abrir los equipos: VBR’s, Arietes , Anular, HCR Linea roja para cerrar los equipos: VBR’s, Arietes , Anular, HCR
