Hidrauliza de perforacion de pozos

Guía de Diseño para la Hidráulica en la Perforación de Pozos Petroleros
CONTENIDO
1. Objetivo 2. Introducción 3. Planeación de la hidráulica 4. Metodología práctica para el diseño de la hidráulica 4.1. Determinación del gasto máximo de flujo 4.2. Determinación del modelo reológico 4.3. Determinación del gasto mínimo de flujo 4.4. Determinación de las caídas de presión por fricción en cadacomponente del sistema. 4.5. Limpieza del pozo 5. Métodos de optimización de la hidráulica 5.1. Máxima potencia hidráulica en la barrena 5.2. Máxima fuerza de impacto 6. Efecto de la inclinación del pozo en la limpieza del mismo 7. Recomendaciones Nomenclatura Referencias Apéndice A. Caracterización de un fluido Ley de Potencias Apéndice B. Metodología de cálculo de la velocidad mínima para levantarrecortes

La perforación de pozos petroleros requiere de una hidráulica que cumpla con diversos objetivos, entre ellos mejorar la eficiencia de la barrena y proveer un eficiente acarreo de recortes de formación a la superficie. Esta guía proporciona los conceptos de ingeniería básicos para optimizar la hidráulica en operaciones de perforación.

Guía de Diseño para la Hidráulica en laperforación de pozos petroleros
1. OBJETIVO Desarrollar una guía de diseño para la hidráulica en la perforación de pozos que proporcione los conceptos de ingeniería básicos para optimizar las operaciones de perforación.
Componente Tipo III Long m DI pg Tipo IV Long m DI pg

2. INTRODUCCIÓN1
La perforación de pozos petroleros requiere de una hidráulica que cumpla con los objetivos de mejorar laeficiencia de la barrena y proveer un eficiente acarreo de los recortes de formación a la superficie. El sistema hidráulico está integrado por el equipo superficial, la sarta de perforación, y el espacio anular. El cálculo hidráulico en este sistema define el diámetro óptimo de las toberas de la barrena, con el cual se obtendrá la potencia hidráulica del flujo del fluido de perforación que promueva laóptima remoción de recortes, incremento en la velocidad de penetración y en la vida de la barrena. En consecuencia, una reducción en el costo total de la perforación. Un sistema hidráulico eficiente requiere que todas sus partes funcionen de manera óptima. La Figura 1 muestra un esquema de las principales partes del sistema de circulación. Este se forma con los siguientes elementos: equipo superficial,tubería de perforación, barrena, y espacio anular. Las bombas de lodos, el tubo vertical y la manguera rotatoria son algunos de los principales elementos que conforman el equipo superficial del sistema de circulación. Equipo de superficie Se manejan 4 diferentes combinaciones del equipo de superficie con las características detalladas en la Tabla 1.
Tabla 1. Tipos y características de equipo desuperficie Componente Tipo I Tipo II Long m DI pg Long m DI pg

Tubería vertical Manguera Unión giratoria Flecha

13.7 16.7 1.6 12

4 3 2½ 3¼

13.7 16.7 1.8 12

4 3 3 4

Bombas de lodos Se deben conocer el tipo y características de las bombas de lodos para determinar el gasto adecuado. Un gasto excesivo puede provocar derrumbes, agujeros erosionados, disminución en la vida de labarrena, y aumento en la densidad equivalente de circulación. Un gasto bajo o deficiente ocasiona limpieza ineficiente del agujero, remolienda de recortes, embolamiento de la barrena, y precipitación de recortes. La Tabla 2 muestra la capacidad de desplazamiento para bombas duplex y triplex.
Tabla 2. Tipos y capacidad de bombas de lodo Bomba Capacidad de desplazamiento

Duplex Triplex

gal / emb =0.0068*L*(2D2-d2) gal / emb = 0.0102*D2*L

Sistema de circulación

Tubería vertical Manguera Unión giratoria Flecha

12 13.7 1.2 12

3 2 2 2¼

12 16.7 1.6 12

3½ 2½ 2½ 3¼

Figura 1. Sistema de circulación

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Guía de Diseño Práctico para la Hidráulica en la perforación de pozos petroleros

3. PLANEACIÓN DE LA HIDRÁULICA En la planeación de la hidráulica se deben conocer al...