Integrantes: Dayana Pinto Lenz Luis Garcia Agreda Carlos Montaño Pinto Juan Pablo Estikle Ciro Torrico

ARREGLO DE SUB-SUPERFICIE

Antecedentes

La completación de pozos representa la concreción de muchos estudios que, aunque realizados por separado, convergen en un mismo objetivo: la obtención de hidrocarburos.

SARTA DE PRODUCCIÓN O EDUCTOR

Estas constituyen arreglos de tubulares y

equipos de fondo; pueden ir

desde arreglos sencillos hasta arreglos muy complicados.

Su objetivo primordial es conducir los

fluidos desde la boca de las

perforaciones hasta la

superficie.

EMPACADURA DE PRODUCCIÓNEs una herramienta de fondo que se usa para proporcionar un sello entre la tubería eductora y el revestimiento de producción, a fin de evitar el movimiento vertical de los fluidos, desde la empacadura por el espacio anular, hacia arriba. Son utilizados:a) Para proteger la tubería de revestimiento del estallido bajo condiciones de alta producción o presiones de inyección.b) Para proteger la tubería de revestimiento de algunos fluidos corrosivos.

MECANISMO BÁSICO

Para que una empacadura realice el trabajo para el cual ha sido diseñada, dos cosas deben suceder: primero un cono debe ser empujado hacia las cuñas a fin de que ellas se peguen a la pared del revestidor y segundo el elemento de empaque (gomas) debe ser comprimido y efectuar un sello contra la pared del revestidor. Sus componentes básicos son:• ELEMENTOS SELLANTES: Estos elementos son

normalmente construidos de un producto de goma de nitrilo y se usan en aplicaciones tales como: instalaciones térmicas, pozos cretácicos y pozos productores de gas seco.

• ELEMENTOS DE ASENTAMIENTO Y DESASENTAMIENTO:El mecanismo más simple de asentamiento y desasentamiento es el arreglo de cerrojo en “J” y pasador de cizallamiento que requiere solamente una ligera rotación de la tubería de producción al nivel de la empacadura para el asentamiento y puede, generalmente, ser desasentada por un simple levantamiento sobre la empacadura. • DISPOSITIVOS DE FRICCIÓN: Los elementos de fricción son una parte esencial de muchos tipos de empacaduras para asentarlas y en algunos casos para recuperarlas.

• CUÑAS: Existen una gran variedad de formas. Es deseable que posean un área superficial adecuada para mantener la empacadura en posición, bajo los diferenciales de presión previstos a través de esta. Las cuñas deben ser reemplazadas si ya se han utilizado una vez en el pozo.

OBJETIVO GENERAL

Describir en forma general los accesorios que componen el arreglo de sub-superficie, en la completación de pozos que tienen la finalidad de traer los fluidos desde la formación productora hasta el cabezal del pozo, en forma segura para el personal y las instalaciones.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS   Definir que es un arreglo de sub-superficie. Describir cada uno de los accesorios, que componen el

arreglo de sub-superficie.  Definir cuáles son las funciones de los equipos de subsuelo. Explicar las características de cada uno de los elementos y

sus aplicaciones.

Desarrollo

COMPLETACIÓN DE TERMINACIÓN (COMPLETACIÓN)

Se definen como las actividades que se efectúan, posterior a la perforación del hoyo principal, hasta que se coloca el pozo en producción. 

FACTORES QUE DETERMINAN EL DISEÑO DE LA TERMINACIÓN DE POZOS

Tasa de producción requerida. Reservas de zonas a completar. Mecanismos de producción en las zonas o yacimientos a

completar. Necesidades futuras de estimulación.

POZO ABIERTO

Que consiste en instalar y cementar la cañería de revestimiento encima del nivel superior de la zona productora dejando libre a la formación para que fluya a través de la cañería ó tubería de producción Pozo

Abierto

Formación productora

Cemento

 POZO ENTUBADO Y BALEADO

Este es el método de terminación convencional, que consiste en alcanzar con la cañería de revestimiento hasta el tope inferior de la arena productora donde descansa el zapato de la cañería.

Baleos o punzados

Formación productora

Cañería de revestimiento

Tubing de producción

Niple No-Go

Baleos opunzados

(a) Sin Tubing

(b) Con tubing de producción

TERMINACIÓN CON EMPAQUE DE GRAVA

Que se utiliza en pozos cuyas niveles productores son estructuralmente débiles, que ofrecen poca resistencia a la fuerza originada por los fluidos que arrastran arena desde el interior de la formación al fondo de pozo, taponando los baleos.

FLUIDOS DE TERMINACIÓN•Los fluidos de terminación o reparación de pozos son aquellos que entran en contacto con la formación productiva durante el ahogo, la limpieza, el taponamiento de fondo, la estimulación o el baleo (punzado).•El contacto de los fluidos de intervención con la formación será una fuente primaria de daño por influjo (contrapresión).

ESQUEMA DE POZO

Control de flujo y aislamiento.

Sostenimiento de Cañería y Tubería

Aislamiento de seguridad subsuperfi cial

I nyección de GLS ó circulación/ inyección de fluido.

Circulación de fluido

Ef ectuar sello en sealbore del packer.

Aislar tubería y anular ó entre zonas productoras.

Asentamiento de tapones, registradores de presión (M.G.)Aislar tuberías o niveles productores/ invadidos de agua.

Reentrada de cable ó herramienta.

Arbolito de Producción

(XMAS TREE)

WELLHEAD

VALVULA DE SEGURIDAD

"SSSV"

MANDRILES PARA GLS(SIDE POCKET MANDREL) (S)

CAMISA DE CIRCULACION

(SLIDING SLEEVE)

CONJUNTO DE SELLOS

(SEAL ASSEMBLY)

PACKER

NIPPLE

WIRELINE RE-ENTRY

TIPOS DE TERMINACIONES

Terminación Simple Se aplica en pozos con un solo nivel productor donde se instala una sola columna de tubería de producción. Terminación DobleLas terminaciones dobles se dividen en: Instalación de dos sartas de tubería paralelasTerminación doble con una sola sarta de producciónTerminación TripleTerminación vertical Triple con tres tuberías

MÉTODOS DE LEVANTAMIENTO

ARTIFICIAL Existen diversos Métodos de Levantamiento Artificial entre los cuales se encuentran los siguientes: Bombeo Mecánico Convencional (BMC)Este método consiste fundamentalmente en una bomba de subsuelo de acción reciprocante, abastecida con energía suministrada a través de una sarta de cabillas. La energía proviene de un motor eléctrico, o de combustión interna, la cual moviliza una unidad de superficie mediante un sistema de engranajes y correas.

Bombeo Electrosumergible (BES)Este Método de Levantamiento Artificial es aplicable cuando se desea producir grandes volúmenes de fluido, en pozos medianamente profundos y con grandes potenciales. Bombeo de Cavidad Progresiva (BCP) Las bombas de Cavidad Progresiva son máquinas rotativas de desplazamiento positivo, compuestas por un rotor metálico, un estator cuyo material es elastómero generalmente, un sistema motor y un sistema de acoples flexibles. Bombeo Hidráulico (BH) Los sistemas de Bombeo Hidráulico transmiten su potencia mediante el uso de un fluido presurizado que es inyectado a través de la tubería. Este fluido conocido como fluido de potencia o fluido motor, es utilizado por una bomba de subsuelo que actúa como un transformador para convertir la energía de dicho fluido a energía potencial o de presión en el fluido producido que es enviado hacia la superficie.

Levantamiento Artificial por Gas (LAG)

Este Método de Levantamiento Artificial opera mediante la inyección continua de gas a alta presión en la columna de los fluidos de producción (Flujo continuo), con el objeto de disminuir la densidad del fluido producido y reducir el peso de la columna hidrostática sobre la formación, obteniéndose así un diferencial de presión entre el yacimiento y el pozo que permite que el pozo fluya adecuadamente.

EQUIPOS SUBSUPERFICIALES

Que abarca desde el fondo de pozo hasta la base inferior del árbol de navidad, donde está asegurada a través de los colgadores de tubería.

FUNCIONES PRINCIPALES DE LOS EQUIPOS Comunicar a la arena productora con el fluido de pozo,

controlando las presiones de fondo. Permitir la circulación de los fluidos de formación desde el

fondo de pozo hasta la superficie. Soportar las presiones del flujo de los fluidos. Controlar a través de la tubería las velocidades de circulación.

BACK PRESSURE VALVE Ó TWO WAY CHECK

Es una válvula que se instala en el tubing Hunger. En un solo ó doble sentido y es del tipo check

COLGADOR DE TUBERÍA (TUBING HUNGER)

Conectado al tope de la sarta de producción su función es sostener la misma. Promueve el sello, con la ayuda del tapón.

TUBERIA

Es un elemento cilíndrico hueco compuesto de acero, con una geometría definida por el diámetro y el espesor del cuerpo que lo conforma.Es fabricada bajo los siguientes parámetros:

• Resistencia a la tensión• Resistencia al colapso.• Resistencia al reventamiento.• Resistencia a la corrosión.• Diámetro interno/externo• Longitud de la tubería.• Tipo de rosca inferior y superior.• Peso nominal (acoplamiento/sin

acoplamiento)

CONEXIONESUna conexión es un objeto mecánico usado para unir la tubería y accesorios con el fin de formar una sarta de tubería continua.¿Por qué es tan importante? Las fallas en la tuberia > 90% son debidas a las conexionesTIPO DE ROSCARosca cuadradaRosca Triangular.Rosca HydrillDRIFT. Es el mínimo diámetro para permitir el paso de herramientas o tubería.ESPESOR DE PARED Es el espesor de la pared del tubo .El mismo en cualquier parte del tubo no deberá ser menor zd que el espesor tabulado Su tolerancia debe ser -12.5%

ANALISIS DE ESFUERZOS DE TUBERIAS

• Resistencia al ReventamientoEs la capacidad de la tubería para soportar la presión interna sin presentar falla alguna. • Presión externa ó colapsoEs la capacidad de la tubería para soportar la presión externa, sin experimentar falla alguna. Los parámetros son: Tipo de acero, tensión, espesor de pared, compresión.• Resistencia a la Tensión ó Compresión. Esta se debe a las fuerzas que actúan sobre el tubo

DIAMETRO INTERNO El diámetro interno de esta gobernado por el diámetro externo y la tolerancia de la masa

VÁLVULA DE SEGURIDAD SUB-SUPERFICIAL

• Es utilizada en todos los pozo• Protección en caso de fallas en instalaciones superficiales.• Función, cierre automático de emergencia del pozo• Cierre por control remoto ó manual, controlado en locación ó

desde sala de control.• Requiere de pruebas en forma rutinaria.• Se constituye en una barrera más de seguridad del pozo

DISPOSITIVOS DE CIRCULACIÓN

Función ó objetivo:

Ahogando pozo (killing well)- overbalance.

-Alivianando columna hidrostática- Underbalance.

Permitir circulación entre la tubería y el espacio anular.

  Opciones: Sliding Sleeve/side door Side pocket mandre Realizar un tubing puncher si se

requiere

PACKERS

Es una herramienta de fondo que se usa para proporcionar un sello entre la tubería eductora y el revestimiento de producción, a fin de evitar el movimiento vertical de los fluidos, desde la empacadura por el espacio anular, hacia arriba. Su función:

• Proteger la cañería y el E.A.• Mejorar la estabilidad en el flujo• Retención del fluido de empaque.• Aislamiento entre zonas

productoras.

MANDRILES

Puede referirse al cuerpo principal de una herramienta o un eje. Adicionalmente, partes de la herramienta podrían estar conectadas, arregladas o encajadas adentro.Se usa en el sentido amplio para definir el miembro de una herramienta para ubicar como por ejemplo, un mandril para bombeo neumático.

MANDRILES DE PRODUCCIÓN

Los mandriles expansibles Tipo G se utilizan para el rectificado del diámetro exterior de una gran variedad de piezas.  

MANDRILES ESTÁNDAR

Los mandriles expansibles estándar se utilizan como utillajes de sujeción para la inspección de piezas entre centros.

MANDRILES ACANALADOS

Los mandriles acanalados disponen del mismo diseño principal que los Mandriles estándar excepto porque el diámetro de primitivo de la pieza se rectifica dentro del filo de contacto  de tres mordazas, y alterando el espaciado entre las mordazas según se necesite.

 SISTEMAS DE CONTROL DE FLUJO

(NIPPLES)

Permiten la instalación de:-Tapones-Chokes-Medidores de presión

Uso de un nipple con perfil para lock mandrel

CAMISA DESLIZANTE

Son equipos de comunicación o separación los cuales son instalados en la tubería de producción pueden ser abiertos o cerrados mediante unidades de cable de acero.

 CHOKES DE FONDO O ESTRANGULADORES DE

FONDO DE POZO

Un dispositivo de fondo de pozo utilizado para controlar el flujo de fluidos en condiciones de fondo de pozo. Los estranguladores de fondo de pozo generalmente son removibles con intervenciones con línea de acero y se colocan en un niple de asentamiento en la sarta de tubería de producción

VÁLVULA DE SEGURIDAD DE FONDO DE POZO

Un dispositivo de seguridad instalado en la parte superior del pozo para el cierre de emergencia de los conductos de producción en caso de emergencia. Existen dos tipos de válvulas de seguridad de fondo: las controladas desde la superficie y las controladas desde el subsuelo.

VÁLVULA DE DESCARGA DE FLUIDO

Dispositivo de fondo de pozo que permite la circulación a través de la sarta de tubería y el anillo asociadoAplicaciones: Permite cambiar de la tubería y espacio anular, es utilizada en terminaciones recuperables y pozos de bombeo mecánicoBeneficios: No requiere movimiento mecánico de la tubería ni equipos de línea alambre

FLOW COUPLING (ACOPLAMIENTO DE FLUJO)

Un componente de la terminación, de paredes gruesas y relativamente corto, instalado en las zonas donde se anticipa la presencia de turbulencia. Aplicaciones: Ayuda a inhibir la erosión causada por la turbulencia de flujo. Características: Es usado con niples asiento y camisas.

• Mínimo 0.91 m de largo• Espesor mayor al de la

tubería.Beneficios: Ayuda a extender la vida de los arreglos de fondo

PUP JOINT (NIPLES) Aplicación:Son componentes tubulares que sirven para dimensionar y espaciar arreglos de producción.Características:Existen de variado diámetro y longitud. BeneficiosFácil espaciamiento de sartas de producción.

BLAST JOINTS

Es una sección de tubería de paredes pesadas que se coloca en cualquier intervalo disparado, a través de la cual debe pasar la tubería de producción, tal como la que puede requerirse en las terminaciones de múltiples zonas.

REENTRY GUIDE

Diseñado para proveer acceso de herramientas de wireline a la tubería.

AplicaciónEs instalado en el fondo de la sarta de producciónSirve como ayuda para la reentrada de las herramientas de wireline, que pudieron haber sido bajadas por debajo del fondo de la sarta de tubería de completación.Beneficio del diseño.ID Biselado, Es de gran ayuda para recuperarHerramientas de wireline que están por debajo de la sarta

JUNTA DE SEGURIDAD

Herramienta que permite la liberación de la sarta.

AplicaciónParte componente del arreglo de producción Prueba. Es instalado por debajo del packer superior.CaracterísticaHerramienta provista de pines para liberación.BeneficioPermite la liberación de la sarta con Tensión en caso de aprisionamiento.

JUNTA DE EXPANSION   La junta de expansión es una sección de tubería con bridas, especialmente manufacturada, que puede ser insertada en un sistema de tubería rígida.

JUNTAS DE EXPANSION METALICAS JUNTA DE EXPANSION SIMPLELas juntas de expansión de tipo simple o sencillas, solamente cuentan con un solo fuelle que el mismo le permite absorber los movimientos angulares, laterales, vibraciones.JUNTAS DE EXPANSION TIPO DUPLEXEste tipo de juntas de expansión llamadas dúplex cuentan con dos fuelles con anclaje central, esta construcción les permite descomponer un sistema de tubería en dos independientes, y en cuanto a sus movimientos actuando cada fuelle como una junta simple para cada una de las partes.JUNTAS DE EXPANSION TIPO UNIVERSALConstan de dos fuelles y un tubo intermedio, que permite absorber los movimientos mayores que cualquiera de las juntas anteriores, este tipo de juntas son especialmente aptas para grandes movimientos laterales.

JUNTAS DE EXPANSION TIPO BISAGRA

Esta junta de expansión consta de un solo fuelle de tipo simple, complementada con accesorios que le hacen funcionar como una bisagraJUNTAS DE EXPANSION TIPO CARDAN

Las juntas de expansión tipo Cardan son juntas de un solo fuelle y algunos accesorios que funcionan como una junta metálica tipo cardan, así pudiendo absorber los movimientos angulares dentro del sistema tridimensional.JUNTAS DE EXPANSION METALICAS DE PRESION BALANCEADA

Estas juntas de expansión de presión balanceada constan de dos o tres fuelles dependiendo de la aplicación, separados por carretes de tubo intermedios por un codo, el cual el mismo es anclado.

JUNTA DE EXPANSION TIPO X PARA ALTA PRESION

Las juntas de expansión tipo X constan de un fuelle, un tubo, una guía interior y una camisa exterior, este diseño permite absorber los movimientos axiales considerablemente grandes.

JUNTA GIRATORIA

Junta giratoria tipo swivel.

AplicaciónTodo tipo de sarta de producciónCaracterísticaVariedad de diámetros y gradoBeneficioPermite realizar uniones con restricciones de rotación en superficie.

SUB DE ASENTAMIENTO DESCARTABLE

Aplicaciones Permite presurizar la tubería y asentar los packers.Tapona temporalmente la tubería durante los trabajos de estimulación y pruebas de pozos.Características Los pines de corte que pueden ser fácilmente ajustados en el campo.Es simple y de diseño probado en campo.Beneficios Apertura completa después del corte de pines.

RECEPTACULOS PULIDOS

Aplicaciones En pozos direccionales y horizontales.Para altos caudales de producción.Estimulación o inyección.Terminaciones monobore.Características Disponibles en longitudes hasta 20 pies Conexiones metal – metal para ambientes hostiles.Beneficios No requiere maniobra de tubería.Reduce las pérdidas de tiempo.

COMBINATION COUPLING

Crossover BxB, de diámetro interno adecuado.AplicaciónSartas de producción.(..)CaracterísticaVariedad de diámetros y longitud pequeñas.BeneficioPermite realizar conexiones en la sarta

FLOW SUB (NIPPLE DE FLUJO)

Pieza tubería ranurada (perforada) que permite la entrada de fluido del reservorio a la sarta producciónAplicaciónPruebas de pozos TCP, arreglos de producción con cañones descartablesCaracterísticaTubo ranurado de diferentes diámetros de longitud pequeñaBeneficio

STRAIGHT SLOT NO GO LOCATOR

Localizador del tope del packer (deslizamiento)AplicaciónSartas de producciónCaracterísticaDiámetro > al diámetro del sealbore del packer.BeneficioPermite conocer que longitud de los sellos han sidoEnchufados en el sealbore del packer

CATCHER SUB

Nipple que retiene la bola de asentamiento.AplicaciónRetener la bola de asentamiento del packerCaracterísticaNiple con perfil para que no pase la bolaBeneficioPermite retener la bola de asentamiento del packer después que el mismo fue anclado y el asiento de la bola roto.

NIPLE DE ASIENTO

Es un dispositivo tubular conectado a la tubería de producción que se coloca a una determinada profundidad. Internamente son diseñadas para controlar la producción en la tubería.

Básicamente existen dos tipos de niples de asiento:1. Selectivos

2. No Selectivos

NIPLE DE ASIENTO SELECTIVO

Su principio de funcionamiento está basado en el conjunto de cerraduras que hacen juegos con las llaves colocado en un mandril de cierre. Se utiliza para: Taponar el pozo hacia arriba,

hacia abajo o en ambas direcciones.

Probar la tubería de producción. Colocar válvula de seguridad,

reguladores de fondo, herramientas de medición.

Servir como punto de referencia.

NIPLE DE ASIENTO NO- SELECTIVO

Este tipo de niple es un receptor para dispositivos de cierre.

Su principio de funcionamiento es tener una disminución de diámetro llamado no pasa, para localizar los dispositivos de cierres.

NIPPLE DE EXTENSIÓN

Nipple de extensión entre sellos para optimizar las dimensiones del ensamble de sello.AplicaciónUtilizado para espaciar el ensamblaje de sellosCaracterísticaTubo liso de longitud y diámetro variableBeneficioEs utilizado entre sellos para optimizar las dimensiones del ensamblaje de los mismos.

SEAL BORE EXTENSION

Pieza de tubería de diámetro interno pulido

AplicaciónEn packers de sartas de producción CaracterísticaDiferentes diámetro y longitud.BeneficioReceptor del conjunto de sellos, entre ambos realizan sello hermético aislando la tubería

 MILLOUT EXTENSION

Pieza tubular lisa AplicaciónParte del arreglo final de producción ubicada por debajo del packerCaracterísticaDiámetro y longitud variableBeneficioPermite fresar y enganchar packer en un solo viaje

CROSSOVER

Adaptador de cruce de rosca y diámetro AplicaciónSartas de terminación (Pruebas, TCP- DST etc)CaracterísticaVariedad de diámetro y tamaño.BeneficioPermite efectuar combinaciones de rosca y diámetro en la sarta

MULE SHOE GUIDE (PATA DE MULA)

Aplicaciones:Permite guiar, rotar y orientar la parte inferior del arreglo Beneficios:Evita pérdidas de tiempo y los riesgos de perder herramientas Que pasen de su profundidad (registradores de presión, etc.).

HERRAMIENTAS UTILIZADAS DURANTE EL BALEO TCP

MECHANICAL GUN RELEASE

Herramienta que permite la liberación de la sarta TCP. Aplicación:En arreglos finales de producción con cañones descartables.CaracterísticaLiberación mecánica ó automática. Si es mecánica para liberarla se debe utilizar slickline ó CT.BeneficioLibera los cañones de la sarta de producción haciendo que los mismos caigan al fondo del pozo, permitiendo flujo pleno del pozo.

SAFETY SPACER

Son cañones sin cargas.AplicaciónEn arreglos TCPCaracterísticaCañones sin cargas de diferentes diámetro y longitud.BeneficioPermiten separar los cañones de la cabeza de disparo

BULL PLUG

Tapón ciego AplicaciónSe coloca al final de la sarta de producciónCaracterísticaTapón ciego (diferente diámetro)BeneficioCerrar la punta de la sarta y servir como guía de la misma en el OH. 

CERAMIC FLAPPER

Están diseñadas para controlar la pérdida de fluidos después del empaque de grava. La válvula que es de forma de una chapaletaCaracterísticasParte integral del ensamblaje del packer para completaciones.BeneficiosControl de fluidos después del empaque de grava.Posee una manga que la protege de roturas prematuras

Conclusiones

Las herramientas Sub- Superficiales son necesarias para que un pozo sea terminado para luego entrar al proceso de producción.

En cada pozo perforado las características y condiciones del yacimiento son diferentes a los cuales se tiene que llegar diseñar con los diferentes accesorios un arreglo de sub-superficie los cuales son fabricados previamente con las características a emplearse.

Recomendaciones

Muchas veces las fallas en el equipamiento del sub-superficie crea la necesidad de realizar actividades de reparación. Se deben hacer todos los esfuerzos posibles para identificar el tipo exacto (largo, tipo de rosca, etc.) y la ubicación de todo el equipamiento del subsuelo antes de empezar con el trabajo. Es mucho más fácil resolver los problemas que surgen o que existen cuando se sabe cuál es el equipamiento que pudo haber fallado.

Identifique el tipo y la ubicación de todos los equipamientos del subsuelo antes de empezar el trabajo de reparación.

GRACIAS!