Presion

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Prof. Ing. Luis Rafael García A.
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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