Programa de Capacitación Matemáticas Básicas ( 2 días )
Control de Pozos ( 2 días )
Pega de Tubería Tubería ( 1 días )
Programa de Capacitación Matemáticas Básicas ( 2 días )
Control de Pozos ( 2 días )
Pega de Tubería Tubería ( 1 días )
• Familiarizar a la cuadrilla con las matemáticas básicas que se utilizan en la perforación y reacondicionamiento de pozos de petróleo y gas hoy en día. • Mejorar la comprensión de ciertas operaciones específicas, como lo son el Control de Pozos. • Mejorar la destreza para resolver algunos de los problemas prácticos que se enfrentan en el día a día las operaciones de campo
Día Primero • Manejo de calculadora • Suma , Resta • Multiplicación, División • Fracciones, Porcentajes • Potenciación, Raíces Día Segundo • Cálculos de Capacidades • Cálculos de volumen • Cálculos de Presión • Cálculos de Bombeo • Evaluación final
• Teórica y Práctica • Ejercicios desarrollados en la clase • Seguimiento Individual • Ejercicios para desarrollar en casa • Evaluación Final
Material : • Libro de Matemática Aplicada al Campo Petrolero de Well Control School WCS • Calculadora • Cuaderno de Apuntes
Tiempo : • 2 días ( 8 horas c/d ) • 8:00 - 17:00 • Una hora almuerzo (12:00 - 13:00) • Refrigerios ( 10 min ) AM - PM
1. Números y Aplicaciones Números Enteros - Cantidad de tubería en la torre - Altura de la torre - Profundidad del Pozo
40 142 2000
Números Fraccionarios - Dimensión de una llave - Diámetro de un jet de la broca - Medidas del Flexómetro
1/2 11 / 32 5/8
Números Mixtos - Diámetro de tubería - Diámetro de la Broca - Diámetro camisas en la bomba
5 1/2 8 1/2 9 1/4
Números Decimales - Longitud de una junta de tubería - Profundidad del pozo
Paradas Pies Pies
31.5 Pies 5420.45 Pies
2. Partes de la Calculadora
PANTALLA
72 PANEL SOLAR
RAIZ CUADRADA
MULTIPLICACION
PORCENTAJE
CAMBIAR SIGNO
7
8
9
X
.. _
%
4
5
6
-
MR C
+/-
1
2
3
0
.
ON C ENCENDER/ DESPEJAR
=
M+
M+
DIVISION LLAMAR MEMORIA MEMORIA MENOS MEMORIA MAS
3. SUMA ENTEROS : 50 + 120 + 1.200 = _________
450 + 1950 = ________
CUANTO VOLUMEN DE LODO TENGO EN EL SISTEMA SI EN EL TANQUE 1 HAY 200 BARRILES EN EL TANQUE 2 HAY 180 BARRILES EN EL HUECO HAY 97 BARRILES Y EN LAS LINEAS HAY 15 BARRILES VOLUMEN TOT AL = ________ +________+________+________ = ______________ (BBLS)
DECIMALES: 31,4 + 47,85 + 99,07 = _________
450,26 1.950,03 + ________
CUANTO MIDEN LAS CINCO PARADAS QUE HAY EN LA TORRE DE ACUERDO AL SIGUIENTE TALLY Stand Longitud Acumulado (pies) (Pies) 1 2 3
95.20 94.35 95.67
____________ ____________ ____________
FRACCIONARIOS: Heterogéneos:
Homogéneos:
1 +
3 = 1 + 3 = _______
4 +
3 = (4x5)+(3x 3) = (
)+(
) =____
4 RESTA ENTEROS 150 - 75 = _________ 1.950 320 ________
TENGO 560 BARRILES DE LODO ACTIVOS EN EL SISTEMA PERFORANDO LA FORMACION CIMARRONA OBSERVE PERDIDA DE 87 BARRILES. CUANTO LODO ME QUEDA EN EL SISTEMA ACTIVO ?
VOLUMEN (BLS) = ________ -________ = ___________ (BBLS)
DECIMALES: 31,4 - 20,04 _________ 560,68 31,09 -
SI LA PROFUNDIDAD A LA QUE ESTOY PERFORANDO ESTA A 7.102,5 PIES Y EL ZAPATO DEL ULTIMO REVESTIMIENTO ESTA A UNA PROFUNDIDAD DE 3.188,03 PIES. CUANTO PIES DE HUECO ABIERTO LLEVO ACTUALMENTE ?
7.102,5 - ________ = ________ (Pies) FRACCIONARIOS: Homogéneos:
4 -
2 = 4 - 2 = _______
Heterogéneos:
8 -
3 = (8x5)-(2x 3) = (
)-(
) =____
EJERCICIO DE CLASE INFORMACION DEL POZO
Superficie Casing 9 5/8” P-110
1. EL DIA DE AYER EN EL POZO MONICONGO 1 NOS ENCONTRABAMOS PERFORANDO A UNA P ROFUNDIDAD DE 5928.14 PIES. EN EL DIA DE HOY HEMOS PERFORADO 1015 PIES. A QUE PROFUNDIDAD ESTAMOS?
3188.20 Pies
2. CUANTA LONGITUD DE TUBERIA TENGO EN HUECO ABIERTO A LA ACTUAL PROFUNDIDAD ? 5928.14 Pies Hueco de 8 1/2”
5 MULTIPLICACION HAY 70 PARADAS DE TUBERIA DE PERFORACION EN LA TORRE. SI CADA PARADA TIENE UNA LONGITUS DE 90 PIES. CUANTOS PIES DE TUBERIA DE PERFORACION HAY EN LA TORRE ?
ENTEROS 120 X 21 = _________ 1.950 12 X
PIES DE TUBERIA = ________ (Paradas) X _______(Pies /Parada) = ______ (Pies)
ESTAMOS PERFORANDO A UNA RATA CONTROLADA DE 25 PIES POR HORA. CUANTOS PIES DE HUECO PERFORAREMOS DURANTE MI TURNO DE 12 HORAS ? PIES PERFORADOS = ________ ( Pies / hora) x _______ (horas) = ______ (Pies)
_______
DECIMALES:
QUE VOLUMEN DE LODO NECESITO PARA LLENAR LA TUBERIA DE 5” CON CAPACIDAD DE 0,0177 (Barriles por cada pie) EN UNA LONGITUD DE 5.682,42 (Pies)
31,4 x 3,5 = _________ 560,68 31,09 x
VOLUMEN (Barriles) = ________ (Pies) X _________(Barril / pie) = ________ (Barriles)
EL TANQUE DE LODO TIENE UN AFORO DE 6 BARRILES POR PULGADA. SI AUMENTA 3 PULGADAS. CUANTO FLUIDO HA AUMENTADO VOLUMEN (Barriles) = ______ (Barril / Pulgada) X ______(Pulgadas) =_____ (Barriles)
FRACCIONARIOS: 4
x
2 = 4 x 2 = ______
8 x
3 =
8x3
=
6 DIVISION ENTEROS :
APROXIMADAMENTE CUANTAS JUNTAS ( DP DE 5”) DE LONGITUD 31 Pie SE REQUIEREN PARA LLEGAR A UNA PROFUNDIDAD DE 6.665 Pies
350 / 5 = _________ 675
25
No. JUNTAS = ________ ( Pies ) / _______(Pies / Junta) =
______ (Juntas)
EL TANQUE DE SUCCION T IENE UN VOLUMEN DE 189 Barriles , SI LA ALTURA DEL TANQUE ES DE 96 Pulgadas CUAL ES EL AFORO DEL TANQUE ? O SEA, CUANTOS Barriles Por Pulgada
DECIMALES:
AFORO = ________ (Barriles) / _______ (Pulgadas) = ______ (Barriles por Pulgada)
280 / 2,71 = _________ SI LA BOMBA DE LODO No. 1 NATIONAL CON CAMISAS DE 5 1/2” BOMBEA 2,71 (Galones por cada golpe) . CUANTOS GOLPES NECESITARIA PARA BOMBEAR 840 Galones DE UNA PILDORA PESADA
675
25 GOLPES = ________ (Galones) / _________(Galones / golpe) = ________ (golpes)
FRACCIONARIOS:
8 2
. .
3 = 5
8x5 2x3
=
EJERCICIO DE CLASE
Información Adicional
TANQUE DE LA PILDORA
Nota : ( 1 Barril = 5.6146 pies cúbicos ) ( 1 Barril = 42 Galones )
8 pies 7 pies
6,5 pies Volumen = _____ (pie) x ______ (pie) x _____(pie) / _____ (pies cubico/barril) = _____ (Barriles)
Si la bomba de lodo No. 1 bombea a razón de 2,71 Galones por stroke , cuantos estrokes requiero para bombear 20 Barriles de una pildora pesada. _____ (Barriles) x ______ (Galones por barril) /
_____ (Galones /stroke) = _____ (Strokes)
7 POTENCIACION
2
2
= 2 X 2 = ______
3
( 3.5) = 3.5
X
3.5 X 3.5 = ___
CUAL ES LA CAPACIDAD DEL REVESTIMIENTO DE DIAMETRO EXTERNO 9 5/8” ( P-110 - 53, 5 Libras por pie - ID = 8,535 Pulgadas )
ID
2
CAPACIDAD =
) X (
)
= 1029.4 OD
Sección Transversal de un Tubo
(
= 1029.4
=
( Bls / Pie )
1029.4 OD : Diámetro externo del tubo ID : Diámetro interno del tubo
CAPACIDAD :
Es el volumen de fluido contenido en 1 pie deTubular ( DP , HW , DC , Revestimiento )
8 RADICACION
144 = 12
81 =
9x9
=
9
2
= 9
CONOCIDA LA CAPACIDAD UNITARIA DEL HUECO PERFORADO, (0.070 Barriles / pie ) DETERMINAR EL DIAMETRO APROXIMADO DEL MISMO )
ID
2
CAPACIDAD = 1.029,4
ID =
(1029,4 x Capacidad) =
Pulgadas
9 PORCENTAJE
14 % = 14 / 100 = 0.14 CALCULAR EL 58 % DE LONGITUD DEL HUECO PERFORADO A 12536 PIES
12536 PIES x 58 % = _______________ PIES
EL BHA TIENE 740 PIES DE LONGITUD. EL POZO TIENE UNA PROFUNDIDAD DE 6336 PIES. QUE PORCENTAJE DE ESA LONGITUD LE CORRESPONDE AL BHA ?
_____________ (Pies del BHA ) / _____________ (Profundidad Total)
x 100 = ___________ % BHA
10 UNIDADES DE LONGITUD: Las Unidades de Longitud más usadas en el área de perforación son Nombre
Ingles
Sigla
Pie Pulgada
Feet Inch
ft („) in (“)
Las longitudes de los tubulares se realizan con la cinta métrica y se registra en pies y décimas de pies. (Enteros y decimales). Ejemplo : 31.45 Pies
Los diámetros internos y externos de los tubulares sedeterminan con el flexómetro y se registra en pulgadas (Enteros y fraccionarios). Ejemplo : 3 1/2”
Equivalencia 12 Pulg. ; 0,3048 metros 2,54 centímetros
Flexómetro : Herramienta usada para medir longitudes , diámetros. Algunos tienen divisiones en pulgadas y centímetros , otros tienen divisiones en pies y pulgadas. Cada pulgada está dividida en 32 o 16 partes ( Ver Gráfico)
0
1 32
1
1
3
1
5
3
7
1
9
5
11
3
13
7
15
16
8
16
4
16
8
16
2
16
8
16
4
16
8
16
2 32
3 32
4 32
5 32
6 32
7 32
8 32
9 32
10 32
11 32
12 32
13 32
14 32
15 32
16 32
17 32
18 32
19 32
20 32
21 32
22 32
23 32
24 32
25 32
26 32
27 32
28 32
29 32
1
30
31
32
32
32
32
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
1
2
3
4
5
6
7
8
8
8
8
8
8
8
8
8
1 4
2
3
4
4
4
4
1
2
2
2
EJERCICIO DE CLASE Capacidad Interna : Cual es la capacidad de la HWDP de 5 Pulgadas, si su diámetro interno es de 3 Pulgadas
OD
OD = 5 Pulg.
CAPACIDAD
ID
=
1029.4
ID = 3 Pulg.
CAPAC =
2
ID
2
1029.4
=
(
)x (
)
1.029,4
=
(
)
1.029,4
=
(Bls/Pie)
ID Volumen Interno : Cual es el volumen de 2500 pies de la anterior HWDP de 5 Pulgadas Volumen =
VOLUMEN = (
)x (
)
=
(BARRILES)
Capacidad x Longitud
13. Volumen y Capacidad Anulares Tuberías Volumen anulares Para hallar el volumen anular entre el revestimiento y la tubería o entre el hueco abierto y la tubería se determina inicialmente la capacidad anular y luego se multiplica por su longitud.
Volumen = Capacidad x Longitud
ID OD
Ec. 3 L
Capacidad Anular: es el volumen de fluido contenido en 1 pie de espacio anular entre Casing - DP ; Hueco - DP ; Hueco - DC ; Hueco - HWDP ; etc
ID
L
: Longitud del tubular (Pies)
ID
: Diámetro interno del casing o hueco (Pulgadas)
OD : Diámetro externo del DP, HW, DC (Pulgadas)
Sección Transversal anular
CAPACIDAD : ( Bls / Pie )
CAPACIDAD =
ID
2
2
- OD
Ec. 5
EJERCICIO DE CLASE Capacidad anular : Cual es la capacidad anular si la Tubería de Perforación de 5 pulgadas está dentro del revestimiento de 9 5/8” (Diámetro interno del revestimiento 8,535 Pulgadas )
ID
CAPACIDAD =
Drill Pipe OD = 5 Pulg. Revestimiento ID = 8,535 Pulg.
ID
CAPAC = OD
2
- OD
2
=
1029.4
(
X
ID 2
-
2 OD
1029.4
)- (
X
1029.4
) ( =
) 1029.4
=
(Bls/Pie)
Volumen Anular : Cual es el volumen de 2500 pies de la anterior anular Volumen =
VOLUMEN = (
)x (
)
=
(BARRILES)
Capacidad x Longitud
PARTES EN EL POZO
Superficie
Revestimiento o Casing
Zapata del Revestimiento Tubería de Perforación o Dill Pipe
Hueco Abierto Botellas de Perforación o Dill Collar
Broca de perforación o bit
EJERCICIO DE CLASE INFORMACION DEL POZO
Calcular el Volumen Interno de la Sarta de Perforación: Superficie Casing OD : 9 5/8” ID : 8.535”
Drill Pipe : Capacidad = _____ x _____ / 1029.4 = _________ ( Bls / pie )
Dill Pipe: OD : 5” ID : 4.276”
Volumen
2300 Pies
= ___________ x __________ =
________
( Barriles )
Drill Collar : Capacidad = _____ x _____ / 1029.4 = ______ ( Bls / pie )
5200 Pies
Volumen
= ___________ x __________ =
________
( Barriles )
Botellas OD : 6 1/2” ID : 3 “
Volumen Interno de la Sarta = _______ + ________ = _______ ( Barriles ) Broca de 8 1/2”
6500 Pies
EJERCICIO DE CLASE INFORMACION DEL POZO
Calcular el Volumen Anular Total :
Casing - Drill Pipe : Superficie Casing OD : 9 5/8” ID : 8.535”
Capacidad = (___ x ____) - (___ x ____) / 1029.4 = _________ ( Bls / pie ) Volumen
= ________ x ________
=
________
( Barriles )
Hueco - Drill Pipe :
Dill Pipe: OD : 5” ID : 4.276”
Capacidad = (___ x ____) - (___ x ____) / 1029.4 = ______ ( Bls / pie ) Volumen 2300 Pies
= ___________ x __________ =
________
( Barriles )
Hueco - Drill Pipe : Capacidad = (___ x ____) - (___ x ____) / 1029.4 = ______ ( Bls / pie ) Volumen
5200 Pies Botellas OD : 6 1/2” ID : 3 “
________
( Barriles )
Hueco - Drill Collar : Capacidad = (___ x ____) - (___ x ____) / 1029.4 = ______ ( Bls / pie ) Volumen
Broca de 8 1/2”
= ___________ x __________ =
6500 Pies
= ___________ x __________ =
________
( Barriles )
Volumen anular total = _______ + ________ + _______ =____ ( Barriles )
14. Salida de las Bombas de Lodo Equivale al volumen de lodo que la bomba envía a través del la línea del stand pipe, por cada estroke ( golpe o recorrido) Este volumen depende del tipo de bomba (duplex o triplex ) , del diámetro de la camisa ( D ), del recorrido del pistón ( L ) , del diámetro de la varilla ( d : rod piston ) y la eficiencia ( % Ef ) BOMBA DUPLEX DOBLE ACCION DESCARGA
BOMBA TRIPLEX
DESCARGA
DESCARGA
L
L
D
d
SUCCION
D
SUCCION
Salida de 2 2 = 0.000162 x L x (2 x D d ) x % Ef la bomba
SUCCION
Salida de la bomba
2
= 0.000243 x L x D x % Ef
EJERCICIO DE CLASE Calcular la salida de la bomba de lodo Tríplex, National 9P-100 con diámetro de camisa de 6 pulg y recorrido del piston de 9.25 pulg. (Eficiencia 95%) Salida de la bomba
2
= 0.000243 x L x D x % Ef
2
Salida = 0.000243 x _____ x ____ x 0.95 = ______ Bls / stk Calcular la salida de la bomba de lodo Duplex con diámetro de camisa de 6 pulg y recorrido del piston de 12 pulg. Diámetro del Rod Piston : 2 Pulgadas y una Eficiencia volumétrica del 90% Salida de 2 2 = 0.000162 x L x (2 x D d ) x % Ef la bomba 2
2
Salida = 0.000162 x ___ x (2 x ____ - ____ ) x 0.90 = ______ Bls / stk
15. Strokes o Golpes de la Bomba El volumen de lodo que la bomba desplaza es equivalente al numero de carrer as , recorridos o emboladas que hace el pistón a través de la camisa. Teóricamente La cantidad de strokes (Stks) se determina dividiendo el volumen ( V ) a desplazar entre la Salida de la bomba. O mediante instrumentos instalados en la bomba de lodo, el cual determina la cantidad de str okes en la unidad de tiempo (Strokes Por Minuto, SPM ).
STROKES =
V
V : Volumen de fluido a desplazar ( Bls ) Salida : Barriles / stroke
Ec. 8
Salida Bomba
Ejemplo : Una Bomba tiene una salida de 0.105 Bls / stroke . Cuantos Estrokes se necesitaran para bombear una píldora de 90 barriles ?
STROKES =
V
STROKES =
90 Bls
= 857 Stks
0.105 Bls / Stks
Salida Bomba
Ejemplo : Cuantos estrokes se necesitan para llenar la sarta de tubería , si su volumen interno es de 125 Bls . La salida de la bomba del equipo es de 0.0646 Bls / stroke .?
STROKES = __________
Bls
Bls / Stks
=
_______ Stks
16. Tiempo de Desplazamiento El volumen de lodo que la bomba desplaza requiere de un tiempo para llegar a su destino, ya sea para ubicar una pildora en fondo ( desde superficie hasta la broca ) o para circular fondos arriba (sacar el lodo desde la broca hasta superficie). Este tiempo depende de la velocidad o tasa de la bomba, dado en Strokes Por Minuto (SPM) y de la cantidad de Strokes que representan el volumen de lodo a desplazar. Se calcula mediante la siguiente ecuación :
TIEMPO =
Strokes SPM
Ec. 9
TIEMPO : Minutos SPM : Stroke / Minuto
Ejemplo : Si la velocidad de la bomba es de 50 Stks / Minuto (SPM) . Cuantos minutos demoraría bombear 100 Barriles al interior de la sarta , si la salida de la bomba es de 0.0845 Bls / stroke .?
PASO 1 : Calculo el número de strokes que representan el volumen de 100 Bls
STROKES =
V
STROKES =
100 Bls
=
______ Stks
0.0845 Bls / Stks
Salida Bomba PASO 2 : Calculo el tiempo TIEMPO =
Strokes SPM
TIEMPO =
Stks 50 Stk / min
= ______ min
EJERCICIO DE CLASE INFORMACION DEL POZO
Superficie Casing OD : 13 3/8” ID : 12.615”
INFORMACION DE LA BOMBA : SALIDA : 0.0646 Bls/Stk , SPM : 60
Volumenes Internos Drill Pipe : Volumen = 0.01776 (Bls/pie) x ________ (Pies) = ________ ( Barriles ) Drill Collar : Volumen = 0.00768 (Bls/pie) x ________ (Pies) = ________ ( Barriles ) Volumen Interno sarta ……………………………………. _________ (Bls)
Dill Pipe: OD : 5” ID : 4.276”
Volúmenes Anulares Hueco - Drill Collar : Volumen = 0.0836 (Bls/pie) x ________ (Pies) = ________ ( Barriles )
1500 Pies
Hueco - Drill Collar : Volumen = 0.1215 (Bls/pie) x ________ (Pies) = ________ ( Barriles ) Casing - Drill Pipe : Volumen = 0.1303 (Bls/pie) x ________ (Pies) = ________ ( Barriles )
4000 Pies Botellas OD : 8” ID : 2 13/16 “ Broca de 12 1/4”
Volumen anular
= _______ + ________ + _______ =____ ( Barriles )
strokes hasta la broca = _____ (Bls ) / ______ (Bls/stk) =______ Stks Tiempo = _________ (stks) / ___________(stk /min) = _________(min) strokes fondos arriba =
(Bls ) /
(Bls/stk) =______ Stks
17. Desplazamiento de la Tubería Cada vez que realizamos maniobra de tubería hacia dentro o hacia fuera del pozo, desplazamos lodo o requerimos llenar el pozo con un volumen de lodo equivalente al volumen de acero. Para calcular el volumen de lodo desplazado por la tubería usaremos la siguiente ecuación:
OD
2
2
Desplazamiento = (OD - ID ) / 1029,4 unitario
Ec. 10
OD = Diámetro Externo de la tubería (Pulg.) ID = Diámetro Interno de la tubería (Pulg.) Desplazamiento unitario = Barriles / Pie de tubería
ID Para hallar el desplazamiento total de lodo en barriles, se debe multiplicar el desplazamiento unitario por la longitud de tubería (pies) . La ecuación quedaría: Desplazamiento total = Desplazamiento
x Longitud
Ec. 11
EJEMPLO DE CLASE Ejemplo: Cual será el volumen de lodo a recibir en tanques al vi ajar dentro del pozo con 5000 pies de tubería de perforación punta abierta de OD: 5” , ID: 4 276” ,peso unitario 19.5 Libras/pie. Sin considerar el espesor de los Tool Joint 2 2 Desplazamiento = (5 - 4.276 ) unitario
/
1029,4 = 0.00652 Barriles / pie
Desplazamiento total = Desplazamiento unitario x Longitud de tubería Desplazamiento total = 0.00652 Bls/ pie
x 5000 pies = 32.62 Barriles
El volumen de lodo deberá aumentar en aproximadamente 33 Barriles Considerando el espesor de los Tool Joint : De la Tabla No. 52 de la Pag. 101, columna 15, fila 4, en el Manual de WCS el desplazamiento de la tubería es de 0.00784 Bls / Pie Desplazamiento total = 0.00784 Bls/ pie
x 5000 pies = 39.2 Barriles
Nota: Otra aplicación es el cálculo del volumen de lodo que necesito para llenar el anular del pozo cuando tengo toda la sarta de tubería dentro del pozo y voy a viajar fuera de este. En Pride El supervisor debe llevar un control exhaustivo de este volumen de lodo a tr avés
18. Peso de la Sarta Unidad de medida muy usada en los operaciones de campo. En el equipo se tiene sensores que miden el peso de sarta, el peso sobre la broca c uando estamos perforando; o cuando se hacen movilizaciones las grúas tienen dispositivos que dan una medida del peso de la carga en el aire . La unidad de campo más usada son : Libras ( lbs ) y Toneladas (Ton)
1 Tonelada
equivale a
2240 Libras
Peso de la sarta en el aire : Los fabricante de tubería emiten tablas para cada tipo. Donde especifican el OD , ID, y peso unitario . El peso unitario indica el peso del acero por cada pie de tubular. Por lo tanto si deseamos calcular el peso de la tubería, se debe multiplicar esta por la longitud. Usando la siguiente ecuación Peso total de la sarta en el aire = Peso Unitario x Longitud de tubería ( Libras) (Lbs/pie) (pies)
Ec. 12
Ejemplo : Evaluar el Peso de 5,000 pies de DP de 5” Grado S.135 , de 19.5 Lbs/pie Peso Total = 19.5 Lbs/pie
x 5,000 pies = 97,500 Libras
Peso de la sarta dentro del lodo : Cada vez que sumergimos un tubular o cualquier objeto dentro de un fluido, su peso se disminuye como consecuencia de la resistencia que ejerce el fluido al objeto ( como un empuje en dirección inversa ). Dicho empuje depende del tipo de fluido. Si el fluido es más denso el empuje será mayor. Para evaluar el factor o porcentaje de disminución ingresamos un nuevo concepto llamado “Factor de Boyancia ”(F.B.) o Factor de Flotación. Este factor se determina mediante la siguiente ecuación:
F.B. = ( 65.5 - MW ) / 65.5
Donde :
Ec. 13
MW : Peso del Lodo en Libras por Galón (lbs/gal)
Peso total de la sarta en lodo = Peso Unitario x Longitud de tuberia x F.B. ( Libras) (Lbs/pie) (pies)
EJEMPLO DE CLASE Ejemplo : Evaluar el Peso de 5000 pies de DP de 5” Grado S.135 , de 19.5 Lbs/pie que esta dentro del pozo con un lodo de 9.5 lb/gal
Paso 1: Calculo del Factor de Boyancia F.B. = ( 65.5 - 9.5 ) / 65.5 = 0.855 Paso 2 : Peso total en el lodo: Peso Total = 19.5 Lbs/pie
x 5000 pies x 0.855 = 83363 Libras
Si comparamos con el ejemplo anterior el peso de la s arta se disminuye en 14137 libras
EJERCICIO DE CLASE Cual será el peso que mostrará el Indicador de Peso (“Martin Decker”) si tenemos la siguiente sarta en un pozo vertical lleno de lodo de peso 8.5 lbs/gal. El peso del Bloque Viajero es de 30,000 Libras. Tipo de Tubería
Botella (DC) 6 1/2” HWDP de 5” DP 5”
Juntas
9 25 128
Longitud (Pies) 30.85 31.50 31.70
Peso Unitario (Libra/pie) 80 43 19.5
19. Densidad Se define como el peso de un fluido por la unidad de volumen, en campo la unidad de medida más usada es la libra (lb) por galón (gl) … Libra / Gal (lpg) . En ingles Poundal Per Galon (PPG). En campo se usa una balanza para hallar el peso del lodo Español
Ingles
Peso de lodo
Mud Weight
Sigla
MW
Unidad
lpg o PPG
Para aumentar el peso de lodo, se usa el Sulfato de Bario (Barita).
Barita requerida para aumentar el peso del lodo : Usando la siguiente ecuación podemos determinar cuantas libras de barita se deben agregar a cada barril de l odo con peso inicial. Paso 1 : Donde : 1470 x ( MW2 - MW1 ) ( 35 - MW2 )
Ec. 15
MW2
Peso del lodo deseado
(PPG)
MW1
Peso del lodo Inicial
(PPG)
Paso 2 : Cantidad de Barita para todo el volumen de lodo activo
Paso 3 : Sacos de Barita para todo el volumen de lodo activo
Cantidad = Lls barita x Volumen de Barita por Bls Activo ( Lbs)
(Lbs / Bls)
Sacos = Cantidad / Peso Unitario de Barita de Barita del saco
( Bls)
( sacos)
( Lbs)
Ec. 16
( Lbs / saco)
Ec. 17
EJEMPLO DE CLASE Cuantos sacos de Barita de 50 (Lbs / saco) necesito adicionar al volumen de lodo activo 500 Bls para aumentar el peso de lodo de 8.5 PPG a 9.2 PPG Paso 1 : Cantidad de Barita por cada Barril de lodo 1470 x ( MW2 - MW1 ) 1470 x ( 9.2 - 8.5 ) 40 Lbs / Bls = = ( 35 - 9.2 ) ( 35 - MW2 ) Paso 2 : Cantidad de Barita para el volumen total de lodo activo 40 (lb/Bls) x 500 Bls Paso 3 : Sacos de Barita
= 20000 lbs de barita
Barriles de agua requerido para bajar el peso del lodo : Usando la siguiente ecuación podemos determinar cuantas barriles de agua se deben agregar al volumen activo de lodo conociendo el peso de lodo inicial y el final
( MW1- MW2 )
Volumen Activo de lodo x
( MW2- 8.33 )
Donde : Volumen Activo de lodo ( Barriles) MW2 Peso del lodo deseado (PPG) MW1 Peso del lodo Inicial (PPG)
Ec. 18 Ejemplo : Cuantos Barriles de Agua se requieren para bajar la densidad de lodo de 9.5 PPG a 9.2 PPG, si tenemos un volumen activo de lodo de 400 Barriles ( 9.5 - 9.2 ) 400 x ( 9.2- 8.33 )
= 138 Bls de agua
20. Gradiente de un fluido Gradiente de un Fluido Es un concepto muy usado en campo, y consiste en expresar la densidad de lodo en unidad de presión por cada pie de columna de lodo. Se determina por medio de la siguiente ecuación : Gf = 0.052 x MW
Donde : Gf : Gradiente del fluido ( Psi / pie) MW : Peso del lodo (PPG)
Ec. 19
Ejemplo : Cual es el gradiente de un lodo que tiene 10.5 PPG
Gf = 0.052 x MW Gf = 0.052 x 10.5 = 0.546 Psi /pie Ejercicio : Cual es el gradiente para los siguientes lodos
8.5 x 0.052 = ________ Psi / Pie 9.0 x 0.052 = ________ Psi / Pie 12.0 x 0.052 = ________ Psi / Pie 14.0 x 0.052 Psi / Pie
Tipos de Fluidos Es muy fácil, conociendo el gradiente de un fluido, establecer que tipo de fluido es. A continuación los rangos de gradientes para diferentes tipos de fluidos:
Tipo de Fluido
Gradiente ( Psi/ft )
GAS
0.052 -
0.156
ACEITE
0.208
- 0.312
AGUA SALADA
0.364
- 0.468
21. Presión Hidrostática de un fluido Es la fuerza ejercida por una columna de fluido en reposo Sobre el fondo del pozo. Depende del peso del fluido o densidad (MW) y de la longitud vertical de la columna de lodo (¨PV). Ayuda a mantener las paredes del pozo y además evita que los fluidos (crudo, agua o gas) invadan el pozo. Es definida por la siguiente ecuación:
Ph = 0.052 x MW x PV Donde :
Ph MW PV
Ec. 20
: Presión hidrostática , (Psi) : Peso de Lodo , Lbs / gal (ppg) : Profundidad Vertical de la columna de lodo , Pies (ft)
Ejemplo : Calcule la presión hidrostática ejercida por una columna de lodo en un pozo con profundidad vertical de 5500 pies (ft) , peso del lodo es 8.9 lbs/gal (ppg) Ph = 0.052 x 8.9 x 5500 Ph = 2545 Psi
Variación de la Presión Hidrostática con la profundidad
Ph = 0.052 x 8.33 x 0 Pies = 0 Psi
0 Pies
1000 Pies
Densidad 8.33 lb/gal
Ph = 0.052 x 8.33 x 1000 Pies = 433 Psi
Ph = 0.052 x 8.33 x 2000 Pies = 866 Psi
2000 Pies
A Mayor Profundidad , Mayor es la presión hidrostática
EJERCICIO DE CLASE Variación de la presión hidrostática con la densidad Ph = ______ Psi Ph = ______ Psi 0 Pies
1000 Pies
Densidad 8.63 lb/gal
Ph = ______ Psi
Densidad 12 lb/gal
Ph = ______ Psi
Ph = ______ Psi Ph = ______ Psi 2000 Pies
A Mayor densidad , Mayor es la presión hidrostática
Continuación….
Durante la perforación nos referimos a dos tipos de profundidades. La Profundidad Vertical ( PV ) que es una línea imaginaria directamente debajo del equipo y la Profundidad Medida (PM) que es la longitud medida desde la mesa rotaria hasta La broca (Ver tally de tubería) Español
Siglas
Profundidad Vertical Verdadera Profundidad Medida
Ingles
P.V.V
True Vertical Depth
P.M.
Measured Depth
Siglas
T.V.D. M.D.
UTILICE TVD PARA CALCULOS DE PRESION TVD
TVD
TVD
MD PARA CALCULOS DE VOLUMEN
EJERCICIO EN CLASE
Cual será la presión hidrostática en un pozo cuya densidad de lodo es 9.25 lp/gal La Profundidad Medida (PM o MD) es 6750 pies y la Profundidad Vertical (PV o TVD) Es de 6130 pies
0 pies
PH = 0.052 X _______ LPG X __________ pies
TVD = 6130 pies PH = _________ psi MD = 6750 pies
Continuación…. La ecuación de la presión hidrostática también puede estar definida en función del Gradiente del fluido (Gf) , quedando:
Ph = Gf x PV Donde :
Ph Gf PV
Ec. 21
: Presión hidrostática , (Psi) : Gradiente del fluido (lodo, agua, gas) , Psi / ft (ppg) : Profundidad Vertical de la columna de lodo , Pies (ft)
Ejemplo : Calcule la presión hidrostática ejercida por una columna de agua en un pozo con profundidad vertical de 5500 pies (ft) , Gradiente del agua es 0.439 lbs/gal (ppg)
Ph = 0.439 x 5500 Ph
2414 Psi
( Eficiencia 100% ) Desplazamiento expresado en barriles por stroke (bps) DIAMETRO DE CAMISA
LONGITUD STROKE
LONGITUD STROKE
LONGITUD STROKE
( PULGADAS )
( PULGADAS )
( PULGADAS )
( PULGADAS ) ( PULGADAS ) ( PULGADAS ) ( PULGADAS ) ( PULGADAS ) ( PULGADAS ) ( PULGADAS ) ( PULGADAS )
7
7 1/2
8
8 1/2
9
9 1/4
9 1/2
10
11
12
0.0153 0.0180 0.0208 0.0239 0.0272 0.0307 0.0344 0.0383 0.0425 0.0468 0.0514 0.0562 0.0612 0.0664 0.0718 0.0774 0.0833
0.0164 0.0192 0.0223 0.0256 0.0291 0.0329 0.0369 0.0411 0.0455 0.0502 0.0551 0.0602 0.0656 0.0711 0.0769 0.0830 0.0892
0.0175 0.0205 0.0238 0.0273 0.0311 0.0351 0.0393 0.0438 0.0486 0.0535 0.0588 0.0642 0.0699 0.0759 0.0821 0.0885 0.0952
0.0186 0.0218 0.0253 0.0290 0.0330 0.0373 0.0418 0.0466 0.0516 0.0569 0.0624 0.0682 0.0743 0.0806 0.0872 0.0940 0.1011
0.0197 0.0231 0.0268 0.0307 0.0350 0.0395 0.0443 0.0493 0.0546 0.0602 0.0661 0.0722 0.0787 0.0854 0.0923 0.0996 0.1071
0.0202 0.0237 0.0275 0.0316 0.0359 0.0406 0.0455 0.0507 0.0561 0.0619 0.0679 0.0743 0.0809 0.0877 0.0949 0.1023 0.1100
0.0208 0.0244 0.0283 0.0324 0.0369 0.0417 0.0467 0.0520 0.0577 0.0636 0.0698 0.0763 0.0830 0.0901 0.0975 0.1051 0.1130
0.0219 0.0256 0.0297 0.0341 0.0388 0.0439 0.0492 0.0548 0.0607 0.0669 0.0734 0.0803 0.0874 0.0948 0.1026 0.1106 0.1190
0.0240 0.0282 0.0327 0.0376 0.0427 0.0482 0.0541 0.0603 0.0668 0.0736 0.0808 0.0883 0.0961 0.1043 0.1128 0.1217 0.1309
0.0262 0.0308 0.0357 0.0410 0.0466 0.0526 0.0590 0.0657 0.0728 0.0803 0.0881 0.0963 0.1049 0.1138 0.1231 0.1328 0.1428
3 3 1/4 3 1/2 3 3/4 4 4 1/4 4 1/2 4 3/4 5 5 1/4 5 1/2 5 3/4 6 6 1/4 6 1/2 6 3/4 7
Salida Bomba = (Bls/stk)
LONGITUD STROKE
LONGITUD STROKE
( 0.000243 x L x D x D x % E )
LONGITUD STROKE
LONGITUD STROKE
LONGITUD STROKE
LONGITUD STROKE
L : Recorrido del Piston (Pulgadas) D : Diámetro de la Camisa (Pulgadas) E : % Eficiciencia
LONGITUD STROKE
DESPLAZAMIENTO DE BOMBA DUPLEX DOBLE ACCION ( Eficiencia Volumétrica 90% ) Desplazamiento expresado en barriles por stroke (bps) deducida la varilla DIAMETRO DE
LONG. STK
LONG. STK
LONG. STK
LONG. STK
LONG. STK
LONG. STK
CAMISA
VARRILLA
VARRILLA
VARRILLA
VARRILLA
VARRILLA
VARRILLA
( PULG )
( PULG )
( PULG )
( PULG )
( PULG )
( PULG )
( PULG )
15 2 1/4
16 2 1/4
18 2 1/2
20 2 1/2
……………. …………….
……………. …………….
……………. …………….
……………. …………….
0.0775 0.0876 0.0982 0.1094 0.1212 0.1335 0.1463 0.1597 0.1736 0.1881 0.2031 0.2187 0.2348 0.2515
0.0826 0.0934 0.1048 0.1167 0.1292 0.1424 0.1561 0.1703 0.1852 0.2006 0.2167 0.2333 0.2505 0.2683
0.0898 0.1020 0.1147 0.1282 0.1423 0.1570 0.1724 0.1885 0.2052 0.2226 0.2406 0.2593 0.2787 0.2987
0.0998 0.1133 0.1275 0.1424 0.1581 0.1745 0.1916 0.2095 0.2280 0.2473 0.2674 0.2881 0.3096 0.3319
12 2 4 4 1/4 4 1/2 4 3/4 5 5 1/4 5 1/2 5 3/4 6 6 1/4 6 1/2 6 3/4 7 7 1/4 7 1/2 7 3/4
alida Bomba (Bls/stk)
14 2
0.0490 0.0562 0.0638 0.0719 0.0804 0.0894 0.0988 0.1086 0.1189 0.1296 0.1408 0.1523 0.1644 0.1768
0.0571 0.0655 0.0745 0.0839 0.0938 0.1043 0.1153 0.1267 0.1387 0.1512 0.1642 0.1777 0.1918 0.2063
……………. …………….
……………. …………….
0.0001619 x ((2 x D x D) - (d x d ) x L x %
L : Recorrido del Piston (Pulgadas) D : Diámetro de la Camisa (Pulgadas) d : diámetro de la varilla (Pulgadas)
