hidráulica de perforación v

By Oscar Fernando Lopez Silva

Hidráulica de perforación: Swabeo, Pistoneo, Limpieza de

Hueco

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Presión de Suabeo y pistoneo


Cuando la sarta de perforación se corre en el pozo, la fricción del fluido de perforación que se mueve contra la tubería hace que en fondo el pozo experimente un aumento de presión, el cual se denomina presión de pistoneo. Al contrario, cuando la tubería se saca del pozo, el pozo experimenta una disminución en la presión total, la cual se denomina presión de suabeo.


Paso 1. Determine la velocidad promedio del movimiento de la tubería (Vpm). Se puede emplear uno de los métodos siguientes :

Método 1:• Vpm =velocidad promedio del movimiento de la tubería, ft/min• Ls =longitud de la parada, ft• t =tiempo de cuña en cuña, seg

Método 2:• Lj =longitud de la unión, ft• t =tiempo de la unión a través de la mesa rotatoria, seg.



Paso 2. Calcule la velocidad equivalente de fluido en el anular (Vm) para el primer intervalo de la geometría, donde:

Paso 3. Calcule n anular (índice de comportamiento del flujo) y K anular (factor de consistencia) para el intervalo anular, donde:



Paso 4. Calcule la nueva viscosidad efectiva en el anular, utilizando Vm,

Paso 5. Calcule el número de Reynolds (Re) para el intervalo anular, utilizando el nuevo uea y Vm, donde:



Paso 6. A. Si han cambiado las propiedades reológicas de un fluido de perforación desde el último análisis hidráulico, calcule el número de Reynolds para el cambio del flujo laminar al transicional, para el intervalo, donde:

Paso 6. B. Calcule el número de Reynolds para el cambio de flujo transicional a turbulento para el intervalo, donde: ReT = el número de Reynolds para el cambio del flujo transicional al turbulento (adimensional).



Paso 7. Calcular el factor de fricción.

Rea > ReLSi

Rea > ReT

ReL > Rea> ReP

No

Flujo Laminar

Flujo TurbulentoSi

No

Flujo Trancisional



Paso 8. Calcule la caída de presión (P) para el intervalo, donde:

Realizar los cálculos anteriores para cada geometría anular

Paso 9. Calcule la pérdida total de presión en el anular:



Paso 11.A. Calcule la densidad equivalente de fluido debido a la presión de pistoneo,

Paso 11.B. Calcule la densidad equivalente del fluido debido a la presión de suabeo,


Velocidad de deslizamiento y Limpieza del Hueco


Una función importante del fluido de perforación consiste en transportar los ripios (recortes) de la perforación desde el fondo del hoyo hasta la superficie, donde pueden ser removidos. Una limpieza de hoyo insuficiente puede ocasionar diferentes problemas graves, incluyendo:

• Elevado arrastre y torque• Menor tasa de penetración• Atascamiento de tubería• Dificultades para correr la tubería de revestimiento• Fallas en la cementación primaria



La capacidad del fluido para limpiar el hoyo depende de la reología y la densidad de ese fluido, su caudal y el tamaño de los ripios. Para una partícula de cualquier tamaño (ripio), el movimiento hacia arriba de esa partícula con el flujo del fluido será parcialmente negado por el efecto de la gravedad que favorece el asentamiento de las partículas.

La tasa de asentamiento se suele denominar velocidad de deslizamiento (Vs). Al comparar Vs con la velocidad anular (Va) en el intervalo, es posible calcular el tiempo neto de transporte de partículas (NPT) y el tiempo anular de transporte (ATT).

Estos valores le indicarán al ingeniero el tiempo mínimo requerido para el transporte de un ripio hasta la superficie.



Paso 1: A partir del análisis hidráulico anular para cada intervalo, determine si el fluido se encuentra en flujo laminar o turbulento. Si está en flujo laminar, continúe con el Paso 2 para calcular la velocidad de deslizamiento. Si el fluido está en flujo turbulento, salte al Paso 7.

Paso 2: Calcule la tasa de corte de borde (Yb), donde:

YB = tasa de corte de borde, seg-1Dc =diámetro de la partícula, pulgadasr =densidad del fluido, lb/gal



Paso 3: Calcule el esfuerzo de corte (tp) desarrollado por lapartícula, donde:tp =esfuerzo de corte de la partícula, lb/100 ft2T = espesor de la partícula, pulgadas



Paso 4: Calcule la tasa de corte (Yp) desarrollada por la partícula, utilizando tp y los valores de K y n de tasa baja de corte del fluido, donde:



Paso 5: Compare Yp con YB para determinar cuál ecuación debe utilizar para el cálculo de la velocidad de deslizamiento.

Paso 6: Calcule la velocidad de deslizamiento y siga con el Paso 9



Paso 7: Para cualquier intervalo en el flujo turbulento, utilice la ecuación B-1 para calcular el esfuerzo de corte desarrollado por la partícula.

Paso 8: Utilice la ecuación B-2 para calcular la velocidad de deslizamiento.



Paso 9: Calcule el NPT y el ITT, donde:

NPT =transporte neto de partícula, ft/min.VA =velocidad anular del intervalo, ft/min.

Paso 10: Calcule ATT sumando los valores ITT individuales



Paso 11: Calcule la eficiencia de transporte (Et) en porcentaje, para cualquier intervalo, dividiendo el NPT entre la velocidad anular del intervalo y multiplicando el cociente por 100%. Cuanto mayor sea la eficiencia del transporte, mayor es la capacidad de acarreo del fluido y con mayor rapidez se remueven los recortes del pozo.


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