HIDRAULICA PARA POZOS DIRECCIONALES

Hidráulica para Pozos
Direccionales

Fluidos de Perforación
Funciones básicas

♦

Superar la presión de la formación

♦

Estabilizar las paredes del agujero

♦

Enfriar y lubricar a la barrena y a la sarta de perforación

♦

Transporte de los cortes de perforación hasta superficie.
Proporcionar la potencia hidráulicas a las herramientas en el
agujero.

TópicosPropiedades del Fluido sistema de circulación
Selección del caudal
Selección de las toberas de la barrena
Limpieza del agujero, transporte de cortes de
perforación
RPM del tubo
Erosión del agujero
ECD

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Fluidos de perforación Fundamentales

♦ GAS es altamentecompresible. Su volumen es dependiente en la presión y
la temperatura

♦ ESPUMA es compresible, la mezcla de aire/gas+agua+químicos
♦ LIQUIDO es levemente compresible , las características están cambiando
con la presión y la temperatura

Propiedades de un fluido de
perforación
Basic data

:

Densidad
Viscosidad Embudo
Viscosidad (PV-YP)
Fuerza de Gel
Contenido de sólidos

ppg kg/dm3 SGsec
cP - lb/100 ft2
lb/100 ft2
vol%

Cómo medimos las características reological del
Fluido?
♦ Embudo De Marsh
Es el tiempo requerido para que 1 U.S. cuarto de galón (o 946 cm3) de
fluido drenen a través de un embudo estandarizado.
Ejemplo: el agua tiene una viscosidad de embudo de 26 segundos

♦ Viscosímetro Cilíndrico rotatorio
Medida del esfuerzo de torsión (usualmente a600,300,200,100,6 y 3
rpm) en los cilindros concéntricos sumergidos en el líquido en
estudio. Las figuras en el dial son grados de rotación de un cilindro
. Un factor de conversión se requiere para convertir las lecturas
del dial a las unidades de esfuerzo cortante.

Principio del
Viscosímetro Rotatorio

6-velocidades
tiene el Viscosímetro de Cilindro
rotatorio

Viscosímetro
Fann Model 35Modelos Reologicos (1)
Que hace el modelo?:
Fórmulas matemáticos, permiten que calculemos la fuerzas de corte
cualquier tasa de corte deseada.

T = f (D)
El parámetro de la función (“ f ”) depende del modelo de fluido
seleccionado:
µ para el modelo de fluido newtoniano
PV, YP para el modelo de fluido Bingham plastic
n, K para el modelo de fluido Power Law

Modelos Reologicos (2)Desde el esfuerzo de corte y la tasa de corte la viscosidad del fludo
puede ser calculada:

µ = T/D

Esta es la viscosidad dinámica.
Viscosidad del agua a 20°C es 1 centi Poise : cP (1 dyn-s/cm2).

Modelos Reologicos (3)

♦ Newtoniano
♦ Bingham-plastic
♦ Power Law
♦ Yield-Power Law

Modelo Newtoniano
♦ Relación de corte:

T = µ x D

µ

viscosidad, P, cP

D
T

tasa decorte,1/s
esfuerzo de corte,lb/100ft2

Curva De Flujo Newtoniano
τ

Viscosidad Newtoniana= tan α

lb/100 ft2

R600 - R300

511

α
511

1022

1/s

300

600

rpm

D

Modelo Bingham-Plastico
♦ Relación de corte :

T = PV x D + YP

Esfuerzo de corte = (Viscosidad Plástica )x(Tasa de corte)+Punto cedente

♦ El punto cedente es un esfuerzo inicial para una tasa decorte
igual a 0, medida de las fuerzas de atracciones eléctricas en el
lodo bajo condición de fluir
♦ Una ves el esfuerzo de cedencia es cedido, igual incrementos
en la tasa de corte produce igual incremento en el esfuerzo de
corte.

Parámetros del Modelo De Bingham
Al usar un viscosímetro de Fann con R1-B1-F1
combinación rotor -mover–espiral :
PV = (600 rpm lectura ) - (300 rpm lectura)[cP]

YP = 2(300 rpm lectura) - (600 rpm lectura) [lb/100 ft2]

Nota: Para el uso del campo, el factor de la conversión es ignorado

Curva de Flujo Bingham-Plastic
τ

Viscosidad Plástica = tan α

lb/100 ft2

R600 - R300

α
511

YP
511

1022

1/s

300

600

rpm

D

Modelo Del Plástico De Bingham
♦ La viscosidad aparente varia con la tasa de corte
para...