Diseño Cañería De Producción

Se tiene una cañería de producción de 7” TRC-95; 35 lb/pie; ID= 6.004” de 0 a 1500 mts., una de 7” N-80; 38 lb/pie; ID=5.992” de 1500 a 3000 mts. Y una de 7” P-110; 35 lb/pie; ID= 6.004” de 3000 a 4500 mts. El tope del cemento se encuentra a una profundidad de 3000 mts, la tubería se encuentra colgada en el cabezal de 10 ¾” x 7” : para alojar la tubería en las cuñas del cabezal se aplicó unatensión del 70% de su peso libre, además presenta un traslape de cemento de 100 mts. Con respecto a la cañería intermedia de 10 ¾” N-80; 51 Lb/pie. La última etapa fue perforada con lodo de 1.6 gr/cc utilizando trepano de 8 ¾” y en la etapa de 10 ¾” se utilizó fluido de 1.3 gr/cc. El intervalo a probar se encuentra a una profundidad media de 4450 mts.
Diseñar a cargas máximas un arreglo deproducción combinado para diámetros de 2 7/8” y 2 3/8” considerando la mejor opción técnica-económica, considerar 2200 metros de tubería de 2 7/8”, el arreglo será introducido en seno de agua dulce, la profundidad de anclaje del packer será de 70 mts. Arriba del intervalo a probar.
Realizar las gráficas de diseño a la tensión, colapso y reventamiento (Presión interna).

Tubería disponible a considerar:Considerar que un tramo equivale a 12 m.

Tipo de Tubería | Tramos | Precio por metro de la tubería |
Tubería de producción de 3 ½” P-105 12.7 #/ft | 100 | 9 |
Tubería de producción de 3 ½” N-80 9.2 #/ft | 200 | 8 |
Tubería de producción de 3 ½” N-80 12.7 #/ft | 100 | 9 |
Tubería de producción de 3 ½” TRC-95 9.2 #/ft | 200 | 10 |
Tubería de producción de 3 ½” TRC-95 12.7 #/ft | 200| 11 |
Tubería de producción de 3 ½” P-105 9.2 #/ft | 100 | 8 |
Tubería de producción de 2 7/8” N-80 6.4 #/ft | 200 | 3 |
Tubería de producción de 2 7/8” N-80 8.6 #/ft | 200 | 4 |
Tubería de producción de 2 7/8” TRC-95 6.4 #/ft | 100 | 6 |
Tubería de producción de 2 7/8” TRC-95 8.6 #/ft | 200 | 7 |
Tubería de producción de 2 7/8” P-110 6.4 #/ft | 200 | 4 |
Tubería de producción de2 3/8” P-110 4.6 #/ft | 200 | 2 |
Tubería de producción de 2 3/8” N-80 4.6 #/ft | 200 | 1 |

Solución
Para diseñar el arreglo de producción se tiene que realizar un perfil de temperaturas para determinar la profundidad donde se pueden tener problemas de corrosión por efectos de la temperatura y presencia de gases ácidos (CO2 y H2S).
La corrosión puede ser definida como la alteración ydegradación de un material por su medio ambiente y los principales agentes que afectan a las tuberías son gases disueltos ( O2, CO2 y H2S ), sales disueltas (cloros, carbonatos y sulfatos) y ácidos.
La corrosión deteriora el acero, lo cual reduce drásticamente las propiedades mecánicas de la tubería. Por lo tanto, es fundamental detectar ambientes agresivos que propician este fenómeno paraseleccionar correctamente el acero a emplear, y asi prevenir el deterioro del tubo, pues si esto ocurre, estaría en riesgo la integridad del pozo.
La corrosión puede ocurrir durante la vida productiva del pozo reduciendo el espesor de la tubería, produciendo pérdida de acero en ciertos lugares o picaduras (pitting). Este fenómeno se incrementa conforme aumenta la concentración de agentes corrosivos, talescomo: O2, CO2 y H2S.
Presiones Parciales
Pparcial= Presión a la profundidad de interés durante la producción del pozo * %mol (CO2 , H2S).
Para determinar el nivel de corrosión esperado en el pozo se determina la presión parcial de los gases presentes y se emplea la siguiente tabla.
Ejemplo:
P= 1500 PSI (Cabeza de Pozo)
% CO2 = 9.641 (Pozo SRW-X5 – YPFB Chaco)
Pp CO2 = 1500 * (9.641/100) =144.615 Psi

De acuerdo al ejemplo: El nivel de corrosión esperado es alto (144.615 PSI > 30 PSI) y el grado de acero recomendado es TRC-95.
Efecto de la temperatura sobre la resistencia del acero y la corrosión
El incremento de temperatura produce una disminución en la resistencia a la cedencia de las tuberías. Otro fenómeno causado por la temperatura es el efecto de la corrosión. La...