1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Tecnologías de la Perforación y Terminación no Convencional Carrera: Ingeniería Petrolera Clave de la asignatura: PDF-1205 (Créditos) SATCA1 3 - 2 - 5
2.- PRESENTACIÓN Caracterización de la asignatura. Este curso está diseñado de manera que el alumno entrará poco a poco en los principios básicos en la terminación de un pozo, donde la determinación de fuerza aplicadas y sus efectos a la tubería de explotación y producción, sean uno de los factores principales en la elabración de un programa de terminación y sobre todo de mantenimineto donde nosotros sabemos que por diferentes condiciones en la operabilidad de un pozo se requiere realizar dichos programas ya sean preventivos y correctivos a el pozo. Las diversas aplicaciones que se pueden obtener de esta materia serían la estimulación de un pozo para así obtener la producción óptima de los pozos dependiendo sus caracteristicas específicas. Por último revisar la elaboración general del programa de terminación de un pozo petrolero.
Intención didáctica. Durante el desarrollo de la materia finalmente el alumno comprenderá la importancia que tiene la terminación de un pozo petrolero cuando se está realizando acabo un plan para la productividad de hidrocarburos. Se podrán determinará las presiones, fuerzas y esfuerzos a que están sometidas las tuberías de explotación y de producción, que se presentan en un pozo petrolero, en el tiempo en que se llevan acabo los trabajos de terminación. Se podrán diseñará aparejos de producción en función del tipo de yacimiento y de los requerimientos que se necesitan de producción. El alumno comprenderá los diferentes trabajos que se le realizan a un pozo petrolero durante su vida productiva hasta su taponamiento. El alumno comprenderá la importancia de la eliminación del daño a la formación y las diferentes técnicas por aplicar según el origen del daño.
1 Sistema
de asignación y transferencia de créditos académicos
3.- COMPETENCIAS A DESARROLLAR Competencias específicas: Aplicará los conocimientos adquiridos para poder optimizar la cantidad de hidrocarburos que se extráen en la construcción de pozos desviados, horizontales o multilaterales.
Competencias genéricas: • Identificar
las variables presentes en un problema. • Relacionar varias fuentes de información a la vez. • Reconocer y definir un problema. • Analizar los fenómenos naturales presentes en la perforación. • Sintetizar información. • Descubrir los datos relevantes. • Combinar diferentes enfoques o puntos de vista. • Proyectar imágenes en el espacio. • Inferir y deducir principios. • Razonar analógicamente. • Generar hipótesis. • Diseñar medios para verificar hipótesis. • Establecer relaciones virtuales • Pensar críticamente. • Desarrollar pensamiento lógico matemático. • Usar tecnologías computacionales y software para obtener resultados. • Buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas. • Comunicar con precisión y claridad y de manera explícita sus ideas • Organizar y planificar. • Tomar decisiones. • Explorar sistemáticamente la información. • Trabajar en equipo. • Aplicar los conocimientos a la práctica. • Codificar y decodificar información de
una modalidad a otra. • Generalizar principios. • Tomar conciencia de sus propias estrategias de aprendizaje. • Aprender en forma autónoma • Buscar estrategias para lograr sus objetivos.
4.- HISTORIA DEL PROGRAMA
Lugar y fecha de Participantes elaboración o revisión
Observaciones
Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos de 6 de Febrero a 22 Junio 2012.
Desarrollo y Formación de Competencias Profesionales de la Carrera de Ingeniería Petrolera.
Representantes de los Institutos Tecnológicos de: Superior de Coatzacoalcos, Academia de Ingeniería Desarrollo de Programas en Petrolera del Instituto Competencias Tecnológico Superior de Profesionales Coatzacoalcos
(cambios y justificación)
5.- OBJETIVO(S) GENERALE(S) DEL CURSO (Competencia específica a desarrollar en el curso) El alumno será capaz de elaborar el programa de terminación y/o reparación de un pozo petrolero tanto terrestre como marino.
6.- COMPETENCIAS PREVIAS Tener conocimientos aplicables en la Ingeniería de perforación de Pozos para elaborar el programa de perforación de un pozo petrolero tanto terrestre como marino, partiendo de la toma de información hasta la elaboración del programa de seguridad.
7.- TEMARIO Unidad Temas
Subtemas
1
Determinación de las fuerzas aplicadas y sus efectos a la tubería de explotación y producción
1.1 Antecedentes 1.1.1 Definición de terminación de pozos 1.1.2 Historia de la terminación de pozos 1.2 Tipos de terminaciones 1.2.1 Diferencia entre diferentes diseños de terminación 1.2.2 Importancia del diámetro de la tubería de producción 1.2.3 Introducción a la estimulación de pozos.
2
Determinación de las 2.1 Propiedades de las tuberías 2.1.1 Propiedades fuerzas aplicadas y sus 2.1.2 Fuerzas de diseño de las tuberías efectos a la tubería de explotación y producción 2.2 Efecto de la combinación de diferentes fuerzas 2.2.1 Combinación colapso-tensión 2.2.2 Combinación ruptura compresión 2.2.3 Combinación ruptura - tensión 2.2.4 Aplicación del criterio triaxial 2.3 Fuerzas Aplicadas a las tuberías de revestimiento y producción 2.3.1 Fuerzas térmicas 2.3.2 Fuerzas externas y fuerzas internas 2.3.3 Fuerzas mecánicas 2.4 Cambios en la longitud del aparejo de producción 2.4.1 Efecto de pistoneo 2.4.2 Efecto de baloneo 2.4.3 Efectos de temperatura 2.4.4 Combinación de efectos 2.5 Tópicos especiales 2.5.1 Colapso 2.5.2 Corrosión
3
Diseño de aparejos de 3.1 Determinación del diámetro del aparejo de producción Producción 3.1.1 Índice de productividad 3.1.2 Caídas de presión en tuberías 3.1.3 Determinación del diámetro óptimo del aparejo
3.2 Diseño del aparejo de producción 3.2.1 Diseño por criterio de cargas máximas 3.2.2 Aplicación del criterio triaxial 3.3 Disparos de Producción 3.3.1 Fluidos de Terminación y su control 3.3.2 Tipos de disparos 3.3.3 Medición del desempeño de los disparos 3.4 Tipos de Terminaciones 3.4.1 Terminación sencilla selectiva 3.4.2 Terminación con aparejo de bombeo neumático 3.4.3 Terminación con aparejo de bombeo mecánico 3.4.4 Terminación con aparejo electrocentrífugo 3.4.5 Otros tipos de terminaciones no convencionales. 4
Diseño de reparaciones 4.1 Toma de Información 4.2 Análisis de la historia de producción mayores y menores del pozo 4.3 Cambio de intervalo productor 4.4 Cementaciones forzadas 4.5 Taponamiento de pozos 4.6 Pescas y moliendas 4.7 Equipos para la rehabilitación de pozos
5
Estimulación de Pozos.
5.1 Estimulaciones reactivas y no reactivas 5.1.1 Estimulación reactiva 5.1.2 Estimulación no reactiva 5.2 Fracturamiento Hidráulico
6
Elaboración de Programa de Terminación
6.1 Elaboración del programa para la terminación. 6.1.1 Equipos que se utilizan 6.1.2 Diseño de las tuberías de producción. 6.1.3 Análisis de esfuerzos de la tubería de explotación 6.1.4 Diseño de los disparos 6.1.5 Programa de operaciones
8.SUGERENCIAS competencias genéricas)
DIDACTICAS
(Desarrollo
de
Los ejemplos de actividades sugeridas están dirigidas a los estudiantes, el papel del profesor será el de mediador para lograr la co-reconstrucción del conocimiento. • Investigar el origen histórico, el desarrollo y definiciones planteadas en los conceptos involucrados en el tema. • Analizar y discutir, sobre la aplicación de los conceptos, en problemas reales relacionados con la ingeniería en que se imparta esta materia. • Presentar siempre el concepto antes de su expresión matemática, posteriormente se podrán hacer problemas numéricos. • Promover grupos de discusión y análisis sobre conceptos previamente investigados, después establecer definiciones necesarias y suficientes para el desarrollo del tema. • Propiciar actividades de búsqueda, selección y análisis de información en distintas fuentes. • Propiciar el uso de las nuevas tecnologías en el desarrollo de la asignatura (procesador de texto, hoja de cálculo, base de datos, graficador, Internet, etc.). • Fomentar actividades grupales que propicien la comunicación, el intercambio argumentado de ideas, la reflexión, la integración y la colaboración de y entre los estudiantes. • Propiciar, en el estudiante, el desarrollo de actividades intelectuales de inducción-deducción y análisis-síntesis, las cuales encaminan al alumno hacia la investigación. • Llevar a cabo actividades prácticas que promuevan el desarrollo de habilidades para la experimentación, tales como: identificación manejo y control de variables y datos relevantes, planteamiento de hipótesis y trabajo en equipo. • Desarrollar actividades de aprendizaje que propicien la aplicación de los conceptos, modelos y metodologías que se van aprendiendo en el desarrollo de la asignatura. • Proponer problemas que permitan al estudiante la integración de contenidos de la asignatura y entre distintas asignaturas, para su análisis y solución. • Observar y analizar fenómenos y problemáticas propias del campo ocupacional. • Relacionar los contenidos de esta asignatura con las demás del plan de estudios para desarrollar una visión interdisciplinaria en el estudiante. • Cuando los temas lo requieran, utilizar medios audiovisuales para una mejor comprensión del estudiante. •
9.- SUGERENCIAS DE EVALUACION La evaluación debe ser continua y cotidiana por lo que se debe considerar el desempeño en cada una de las actividades de aprendizaje, poniendo énfasis en: El avance personal de cada estudiante. • Reportes escritos de las conclusiones hechas durante las actividades. • Información obtenida durante las investigaciones solicitadas, plasmadas en documentos escritos. • Exámenes escritos para comprobar el manejo de contenidos teóricos y procedimentales. •
10.- UNIDADES DE APRENDIZAJE Unidad 1: Principios de Terminación de Pozos Competencia específica Actividades de aprendizaje a desarrollar • El alumno comprenderá •Hacer una reseña histórica de los diferentes tipos la importancia que tiene de terminaciones de pozos, haciendo hincapié en la terminación de un aspectos económicos y de diseño. pozo petrolero en la •Realizar junto con un grupo de trabajo analisis de productividad de diferentes casos para la terminación del pozo hidrocarburos. incluyendo la manera no convencional. mediante problemas prácticos la •Concluir importancia del diámetro de la tubería de producción. Realizar un bosquejo de las principales • características importantes enl la introducción a la estimulación de pozos.
Unidad 2: Determinación de las fuerzas Aplicadas y sus efectos a la tubería de explotación y producción. Competencia específica Actividades de aprendizaje a desarrollar El alumno entenderá y • Resumir las principales propiedades de las tuberías. determinará las presiones, fuerzas y esfuerzos a que • Exponer y explicar las fuerzas de diseño de las tuberias. están sometidas las • Realizar ejercicios y exponerlos de manera grupal tuberías de explotación y concernientes a el efecto de la combinación de de producción, en un pozo diferentes fuerzas.
petrolero, durante los trabajos de terminación.
Utilizar algun software comercial o libre para obtener cálculos en las fuerzas aplicadas a las tuberías de revestimiento y producción. • Resumir las principales propiedades de las tuberías. •
Unidad 3: Diseño de Aparejos de Producción. Competencia específica Actividades de aprendizaje a desarrollar El alumno diseñará • • Exposición de las variables que determinan el diámetro del aparejo. aparejos de producción • El alumno aplicará el criterio triaxial en la en función del tipo de resolución de banco de problemas. yacimiento y de los • El alumno diseñaráel aparejo en función del requerimientos de criterio de cargas máximas. producción. • Elaboración de diagramas de flujo, mapas concptuales, resumenes de los tipos de disparos que se presentan en el área de trabajo. • Aplicación de conocimientos en los diferentes casos de tipos de terminaciones.
Unidad 4: Diseño de Reparaciones Mayores y menores. Competencia específica a desarrollar • El alumno comprenderá los diferentes trabajos que se le realizan a un pozo petrolero durante su vida productiva hasta su taponamiento.
Actividades de aprendizaje Realizar mesas redondas de discusión acerca de la forma correcta de la toma de información. • Exposición de casos practicos en el aálisis de la historia de producción del pozo. •
• Establecer y saber cuando se deben de llevar
acabo las cementaciones forzadas. • El alumno podrá determinar que momento es el
adecuado para utilizar los equipos de rehabilitación.
Unidad 5: Estimulación de Pozos. Competencia específica Actividades de aprendizaje a desarrollar • El alumno entenderá la • Exposición de las estimulaciones reactivas y no importancia de la reactivas eliminación del daño a la • El alumno aplicará el conocimiento de formación y las fracturamiento hidráulico en resolución de banco de diferentes técnicas por
aplicar según el origen del daño.
problemas.
Unidad 6: Elaboración del programa de Terminación. Competencia específica Actividades de aprendizaje a desarrollar • El alumno entenderá la • Exposición de los equipos que se utilizan en el importancia de la programa. eliminación del daño a la • El alumno aplicará conocimientos para la formación y las elaboración de las tuberías de producción de diferentes técnicas por ejemplos prácticos. aplicar según el origen • El alumno diseñará los disparos para diferentes del daño. casos planteados. • Elaboración de
programa de operaciones.
11.- FUENTES DE INFORMACIÓN ALLEN, O. Thomas, Roberts, Allan P Production Operations EUA Oil and Gas Consultans International Inc., 1979 Vol 1 and 2 ISLAS Silva Carlos Manual de Estimulación Matricial de Pozos México Colegio de Ingenieros Petroleros de México A. C.,1991 H. Dale Beggs Production Optimization, Using NODAL Analysis OGCI Pulications, Tulsa, Third printing - September, 2000 MICHAEL J. Economides, Larry T. Watters, Shari Dunn-Norman Petroleum Well Construction Un Siglo de la Perforación en México Terminación y Mantenimiento de Pozos Unidad de Perforación y Mantenimiento de Pozos, Pemex Exploración y Producción Tomo XI TERMINACIÓN Y MANTENIMIENTO DE POZOS ( 5 / 5 ) DWIGHT K. Smith Cementing Monograph Volume 4 SPE GARICOCHEA P. Francisco, Benítez, Miguel Ángel Apuntes de Terminación de Pozos México
Facultad de Ingeniería - UNAM, 1995 Bibliografía complementaria: Un siglo de la Perforación en México Capítulos; Registros Geofísicos, Tuberías, Ingeniería de Cementaciones Drilling data handbook Instutud Francais du petrole Programa Básico de Seguridad, Manual del alumno Perforación y Mantenimiento de Pozos Rig Pass ( IADC)
12.- PRÁCTICAS PROPUESTAS Determinación de efectos de fuerzas sobre la tubería Realización experimental de aparejos de producción Simulación de estimulación de pozos Desarrollo y cálculo práctico de reparaciones mayores y menores Simulación general de la terminación y mantenimiento de pozos.
