Circulacion de fluidos

Circulación de Fluidos:
La circulación del fluido tiene que diseñarse para
remover los recortes con eficiencia y también para
enfriar la cara de la barrena,
Estos requerimientos pueden satisfacerse al
aumentar el caudal o gasto de la bomba,
Sin embargo, el incremento en la velocidad de
bombeo del fluido (gasto) puede causar una
erosión excesiva de la cara y una falla prematura
dela barrena.
Barrena de Conos de Rodillo:
La velocidad de penetración es función de muchos
parámetros incluyendo:
Peso Sobre la Barrena, WOB,
Velocidad de Rotación de la barrena, RPM,
Propiedades del Lodo,
Para evitar un influjo de fluidos desde la formación
al agujero, la presión hidrostática del lodo debe ser
ligeramente más alta que la presión de la formación
(margen deseguridad),
Eficiencia Hidráulica.
Los efectos del aumento de caballaje hidráulico en la
barrena son similares a su efecto sobre las barrenas de
cono,
El fabricante con frecuencia recomienda un caudal de
flujo mínimo en un intento por asegurar que la cara de
la barrena se mantenga limpia y la temperatura del
cortador se mantenga al mínimo,
Este requerimiento para la tasa de flujopuede tener un
afecto adverso sobre la optimización del caballaje
hidráulico en la barrena, HHP.
Importancia de una buena Hidráulica para perforar:
Remoción de recortes en el espacio anular,
Presión hidrostática para balancear la presión del poro y
prevenir que se colapse el agujero del pozo,
DEC (Densidad Equivalente de Circulación),
Presiones de Surgencia / suaveo durante losviajes de
entrada y salida de la sarta en el pozo
Limitación de la capacidad de bombeo,
Optimización del proceso de perforación (Max HHP
consumido en la barrena o Max Impacto del Chorro),
Efectos de Presión y Temperatura.
Limpieza del Agujero:
Velocidad Anular,
Velocidad de penetración (ROP),
Viscosidad,
Angulo del Agujero,
Densidad del Lodo,
Ensanchamiento del Agujeropor erosión (lavado)
Sistema de Circulación:

Pérdidas de Presión en el Sistema Circulante:
Pérdida de presión en el equipo de la superficie,
De la bomba al “stand pipe”, manguera rotaria, Kelly o
Top Drive, hasta la parte superior de la tubería de
perforación.
Pérdida de presión a través de la sarta de perforación,
Pérdida de presión en las herramientas del fondo:
PDM /Turbinas,
Absorbedores de impacto / Martillos de Perforación,
MWD / LWD.
Pérdida de presión a través de las toberas en la barrena,
Pérdidas de presión en el espacio anular.
Margen Operativo de las Presiones del Lodo:

Conceptos Básicos de Hidráulica;
Velocidad promedio del fluido,
Velocidad del fluido a través del espacio anular Vf (pies/min);

Q = Gasto o tasa de bombeo(gal/min, gpm),
d2 = Diámetro del agujero (pulgadas),
d1 = Diámetro externo de la sarta de perforación (pulgadas),
d = Diámetro interno de la sarta de perforación (pulgadas).
Número Reynolds (para flujo en el espacio anular):

Laminar si RN < 2000
Transición RN está entre 2000 y 3000
Turbulento si RN >3000
Donde:
RN , Número Anular de Reynolds (sin dimensión)
MW, Densidaddel Lodo (lbs/gal)
EqQ300 Lectura del Viscosímetro Fann a 300 RPM
Dh, Diámetro del Agujero (pulgadas)
Dp, Diámetro de la tubería (pulgadas)
N’, valor “n” en la Ley de Potencia = log (Q600 /Q300 ) / log (600/300)
Cálculos para el Flujo Crítico:
La velocidad de bombeo (gasto) a la cual el perfil de flujo en el
espacio anular más pequeño pasa de laminar a turbulento.
Es importantemantener el flujo en laminar al perforar a través
de formaciones mecánicamente inestables.

Qc, Gasto o tasa de bombeo ,gpm
RNC , Número Reynolds crítico , usualmente 2,000
Dh , diámetro del agujero en pulgadas
Dp , diámetro de la tubería en pulgadas
n, valor “n” de la Ley de Potencia = log (Q600 /Q300 ) / log (600/300)
Q300 , lectura del viscosímetro Fann a 300 RPM.
Pérdidas de Presión en...