Presion
Perforación II
Clase de Caídas de Presión
Ejercicio.
1. Se planifica perforar un pozo vertical hasta una profundidad de 10500 pies, con una densidad de 10.5 lbs/gal, con un caudal (Q) de 333 gal/min , la Presión de superficie o de trabajo es de 2500 Lpc. El BHA (botton hole assembly – ensamblaje de fondo) tiene una longitud de 560 pies. La barrenatiene un diámetro ext = 6 ½ pulg con un diámetro interno de 3 ½”. La tubería de perforación tiene un De = 4 ½ pulg con un Di = 3.5 pilg; La longitud de las conexiones superficiales es de 600 pies. Las lecturas del viscosímetro : L600 = 65, L300 = 40. El diámetro del hoyo es de 8 ½ pilg con una Velocidad mínima del anular de 120 pies/min.
Ρl = 10.5 Lbs/gal
Qmin = 333 gal/ min
Ps = 2500Lpc
Lcs = 600 pies
L600 = 65 ; L300 = 40
Vminann = 120 pies / min
Dbarrena = 6 ½” X 3 ½”
Dhoyo = 8 ½” Prof. Total = 10500 pies
Long del BHA = 560 pies.
Por lo tanto, la Long de la tubería = Prof total – long del BHA
= (10500 – 560) pies.
Long de la tubería = 9940 pies.
Long de las CS = 600 pies.
Solución :
1.- n = 3.32 * Lg ( L600/L300)
n = 3.32 * Lg (65/40) = 3.32* Lg 1.63 n = 0.70
K = 5.11 * L300 = 5.11 * 40 = 2.60 K = 2.60
511n 511 0.70
µp =L600 – L300 = 65 – 40 = 25 cps µp = 25 cps
Yp = L300 - µp = 40 – 25 = 15 cps Yp = 15 cps
2.- Depende del modelo a escoger se inicia los cálculos de solución del problema.
Modelo de la Ley de Potencia.
a.- Lo primero que cálculamos es el régimen de flujo medianteel número de Reynolds para saber que ecuación vamos a utilizar en la tubería
Tubería
R = 928 * ρl * V * Di = 928 * 10.5 * 11.1 * 3.5 = 15142.176 Turbulento
µp 25
Nota: el régimen de flujo en la tubería es igual en lastrabarrena. Por lo tanto se utilizan las mismas fórmulas
b.- Calcular el factor de fricción, ya que se necesita para calcular luego lascaídas de presión
ƒ = _a_ = 0,0755 = 0,0055
Rb 15142,176 0,272
a = Lgn + 3.93 = lg (0,70) + 3,93 = 0,0755
50 50
b = 1.75 – Lgn = 1,75 – lg 0,70 = 0,272
7 7
c.- Calculamos las velocidades en el sistema
Vtp = Qmin_____ = 333 = 11 pie / seg
2.448 * Di22,488 * (3,5)2
Vlb = 333 = 11 pies / seg
2,488 * (3,5)2
Vcs = Vtp ( ya que el diámetro interno de la tuberia de perforación es igual al de las cs)
en los anulares:
Vh – tp = Qmin = 333 = 2,61 = 3 pies/seg
2,448 * (dh2 – dext-tp2) 2,448 * (8,52 – 4,52)
Vh – lb = 333= 4,53 = 5 pies/seg
2,448 * (8,52 – 6,52)
d.- luego calculamos las caídas de presión en el sistema de circulación.
Tubería
• Caída de presión en las conexiones superficiales.
∆Pcs = ƒ * Ltp * Vtp2 * ρl__ = 0,0055 * 600 * 112 * 10,5 = 46,4 ∆Pcs = 46 Lpc
25,8 * Dint-tp 25,8 * 3,5
• caída de presión en la tubería de perforación
∆Ptub = ƒ * Ltp * Vtp2 *ρl__ = 0,0055 * 9940 * 112 * 10,5 = ∆Ptub= 769 Lpc
8. * Di-tp 25,8 * 3,5
• Caída de -presión en latrasbarrena
∆PLb = ƒ * Llb * Vlb2 * ρl__ = 0,0055 * 560 * 112 * 10,5 = ∆PLb =43 Lpc
25.8 * Dint-lb 25,8 * 3,5
Anulares
Nota: El régimen de flujo en el anular, cambia, por lo tanto se tiene que calcular de nuevo, pero esta vez no por el número deReynolds sino comparando la Vc con la Vann
a.- calculamos la velocidad crítica.
Vc =1.078 * µp + 1.078 + µp 2 + 9.256 * ( Dh2 – Dext-lb2) * Yp * ρl
ρl * (Dh – Dext-lb)
Vc = 1,078 * 25 * + 1,078 + 25 2 + 9,256 * (8,52 – 6,52) * 15 * 10,5
10,5 * (8,5 – 6,5 )
Vc = 11,36 pies / seg
Vann = 120 pies / min = 2 pies / seg
Vann < Vc , por lo tanto el régimen...
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