EJERCICIO DE COMPLETAMIENTO Y ESTIMULACIÓN PRODUCCIÓN DE GAS
Se va a producir gas en un pozo con las siguientes características y diseño:
♦
Tubería de producción de 4*3.476”, 11#, upset c-75, wall:0.262
♦
Válvula de control de 4.5*3.25”, de 10´
♦
Una Extensión Joint de 4 ¾*2.5” de 15´?
♦
Una válvula de seguridad de 4.5*2 ⅞” de 10´
♦
Temperatura en superficie de 82ºF
♦
Tm: 89ºF
♦
vT: 1.14ºF/100´
♦
Presión equivalente de fondo: 9.9 lpg
♦
Densidad de la salmuera de 10 lpg
♦
ρ gas
♦
Cuando está produciendo el pozo se tiene una presión de superficie de 1500 psi y una
=1,923lpg
temperatura interior de tb de 110ºF y una temperatura exterior de tb de 80ºF Calcular: a.
La elon elonga gaci cióón cua cuand ndoo cor corro ro la sart sarta. a.
b.
Cuanto debo mover la tubería para que el packer quede en la altura deseada y como se sienta.
c.
La elongación de la sarta de producción del pozo cuando lo pongo a producir gas y la dimensión del Extensión joint.
a.
Elongación cuando corro la sarta:
eT = e w + e P + e t
ew =
7,4 L2 24 E
× [ ρ acero − 2 × ρ fluido × (1 − µ )]
Donde: ew = elongación por peso (dado en pulgadas) L = longitud de la tubería E = módulo elástico del acero =30x106 μ = 0,3 ew =
7,4(8680) 2 24 * 30 ×10 6
× [ 65,4 − 2 ×10 × (1 − 0,3)]
e w = 39,8in
1 ft 39,8in × = 3,3166 ft 12in e P = L (1 − 2 µ )
Pd 4 ET
t =
Donde:
;
P =
∑ ti × Li ; ∑ Li
Ps + Ph 2
t i =
d =
;
OD − ID 2
∑ Li × IDi ; ∑ Li
eP = elongación por presión (pies) Ps = presión de superficie (psi) Ph = presión hidrostática @ 8680´ d = diámetro interno t = wall, espesor de la tubería OD = diámetro externo de la tubería ID = diámetro interno de cada sección L = longitud de la tubería E = módulo elástico de la tubería t 1 = t 3 = t 5 =
4 − 3,476 2
= 0,262
4,5 − 2,875 2 4,5 − 3, 25 2
t =
t 2 =
= 0,8125
t 4 =
= 0,625
t 6 =
5,5 − 2,5 2
= 1,5
4,75 − 2,5 2
4 − 3, 476 2
= 1,125
= 0,262
(0,262 × 60) + (1,5 ×10) + (1,125 ×15) + (0,625 ×10) + (0,262 × 8575) 8680 t = 0, 2659
d =
(3,476 × 60) + (2,5 ×10) + ( 2,875 ×10) + (2,5 ×15) + (3,25 ×10) + (3,476 × 8575) 8680 d = 3,4722
P =
(14,7) + (0,052×10 ×8680) 2
P = 2264,15
(2264,15) × (3,4722) 6 4 × 30 ×10 × 0,26597
e P = 8680 × (1 − 0,6) × e P
et
=
L × C × ∆t 12
;
∆t =
= 0,8552 ft tf + ts 2
− tm;
tf = ts + (GTem × LT )
1,14 ×8680) = 180,952º F tf = 82 + ( 100
∆t = eT =
180,952 + 82 2
− 89 = 42,476º F
(8680) × (0,0000828) × 42,476 12
= 2,5439
Elongación Total = eW + eP + eT = 3,3166+0,8552+2,5439 = 6,7157 b.
Cuánto debo mover la tubería para que el packer quede en la altura deseada?
Rta/. La tubería se debe subir 6,715 ft para que el empaque quede en la posición programada.
El empaque debe ser hidráulico porque se va a producir gas, este empaque se asienta con sarta de producción. c.
Elongación de la sarta de producción del pozo cuando pongo a producir el gas: Elongación = eT + F R
Elongación por cambio de Temperatura (e T):
eT = L ( hpkr ) ×C ×∆t
Donde: L (hpkr) = 8615´ C = coeficiente de expansión = 0,0000828”/1ºF ∆t =
∆t int erno + ∆t externo 2
∆t int erno = (∇T × hz + Ts − T int erior )
1,14 ∆t int erno = ( ×8680´+82 −110) = 70,95º F 100
∆t externo = (∇T × hz + Ts −T exterior ) 1,14 ∆t exterior = ( ×8680´+82 − 80) = 100,95º F 100
∆t =
et =
70,95º F + 100,95º F 2
= 85,95º F
8615 × 0,0000828× 89,95 61,31" 12
=
12
=
5,1"
Elongación por F R: Cuando se está en producción la presión en cualquier punto es: P * = Pf − Ph − ∆ P fricción
Como se está produciendo gas ΔP fricción=0 Pf = (0,052) ×( P equivalent edefondo ) ×( h formación ) Pf = 0,052 ×9,9 ×8718 = 4488,02 ρ gas
=1,923lpg
P 1 = Pf − Ph (8718 − 8680) P 1 = 4488,02 − (0,052×1,923×38) = 4484,22
P 2 = P 1 − Ph (8680 − 8620) P 2
= 4484,22 − (0,052×1,923× 60) = 4478,22 P 3 = P 2 − Ph(8620 − 8610)
P 3 = 4478,22 − (0,052 ×1,923 ×10) = 4477,22
P 4 = P 3 − Ph(8610 − 8600)
P 4 = 4477,22 − (0,052×1,923×10) = 4476,22 P 5 = P 4 − Ph(8600 − 8585)
P 5 = 4476,22 − (0,052 ×1,923 ×15) = 4474,22
P 6 = P 5 − Ph(8585 − 8575)
P 6 = 4474,22 − (0,052 ×1,923 ×10) = 4473,22 P 7 = Pf − Ph(8718 −8680) gas − Ph(8680 −8620) salmuera
P 7 = 4488,02 − (0,052 ×1,923×38) − (0,052 ×10 × 60) = 4453,02
P 8 = P 7 − Ph(8620 − 8615) salmuera
P 8 = 4453,02 −(0,052 ×10 ×5) P 8 = 4450,42
P 9 = Ph @ 8615
P 9 = 0052 ×10 ×8615 = 4479,8
P 10 = Ph @ 8610 = P 9 − Ph(8615 − 8610) P 10 = 0052 ×10 ×8610 = 4477,2
P 11 = Ph @ 8600 P 11 = 0052 ×10 ×8600 = 4472,2
P 12 = Ph @ 8585 P 12 = 0052 ×10 ×8585 = 4464,2 P 13 = Ph @ 8575 P 13 = 0052 ×10 ×8575 = 4459
Áreas: (4
2
2
3,476 ) = 3,076
A1
=
π
A3
=
π
A5
= π 4 (3,25 − 2,5
A7
= π 4 (5,5
A9
=
4
4
−
(2,875
2
π
4
−
(6,094
2
4
(2,875
π
A4
=
π
A6
=
π
4 ) = 11,19
A8
=
2
A10
2
2
(3,476
=
− 2,5 2
2
) = 1,583
) = 3,387
2
−
5,5 ) = 5,40
2
4
A2
2
2
4
(3,476
4
(6,094 2
π
2
2
−
2,5 ) = 4,58
−
2,5 ) = 1,583
2
− 3,25 −
2
) = 1,193
5,5 2 ) = 5,40
= π 4 (5,5 − 4,5
2
) = 7,853
A11
=
π
A13
=
π
4
(4,75 2
4
(4,5 2
Sección 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
−
−
4,5 2 ) = 1,816
A12
=
π
4
(4,75 2
−
4,5 2 ) = 1,816
4 2 ) = 3,338
Área 3,076 4,58 1,583 1,583 3,387 1,193 11,19 5,4 5,4 7,853 1,816 1,816 3,338
Presión 4484,22 4478,22 4477,22 4476,22 4474,22 4473,22 4453,02 4450,42 4479,8 4477,2 4472 4464,2 4459
FR 13793,4607 20510,2476 7087,43926 7085,85626 15154,1831 5336,55146 49829,2938 24032,268 24190,92 35159,4516 8121,152 8106,9872 14884,142
Sentido
Valor + + + + + + +
↑ ↑ ↓ ↑ ↓ ↓ ↑ ↑ ↓ ↓ ↑ ↓ ↓
∑ f ↑=123372,25 ∑ f ↓=109817,57 ∑ fuerzas =13554 ↑ (−) Slock − off =
Slock − off =
−
∑ fuerzas × hpkr × factor 1000
13554 8615
1000
×
1000
×
1000
0,098 = −11,44" = −0,953 ft
E Total = eT + F R
E Total = _ 5,1 − 0,953 = −6,053
Para determinar la longitud del extensión joint se multiplica Etotal x 3. 6,053 x 3 = 18. 18… ft debe ser la longitud del extension joint, y en el diseño previo del ejercicio se utiliza un valor de 15ft, lo cual indica que está cercano. El extension joint debe ir a 1/3 de la parte superior ya que la tubería se va a alargar (según datos de fuerza resultante).
