Perforacion i: hidraulica

HIDRÁULICA DE LA PERFORACIÓN: La hidráulica en la perforación de pozos se refiere a la interrelación de los efectos de viscosidad, tasa de flujo y presión de circulación sobre el comportamiento eficiente del fluido de perforación. La determinación de la presión mientras se circula un fluido en un pozo, a una tasa dada, es muy compleja debido a que la mayoría de los fluidos utilizados paraperforar son no newtonianos, lo que hace que el tratamiento matemático del problema sea muy difícil de formular.

A pesar de ello los cálculos de las presiones en el sistema de circulación son importantes y esenciales para determinar los requerimientos operacionales de la bomba, la tasa de flujo óptima y los diámetros óptimos de los orificios de la mecha que generan una tasa de perforación máxima. LaReología e hidráulica de fluidos son términos de ingeniería que describen el comportamiento de fluidos en movimiento.

HERRAMIENTAS BÁSICAS:

1. Sistema de circulación
2. Bombas de perforación
3. Reologia.
4. Fluidos de perforación.
5. Regímenes de flujo.
6. Modelos reológicos.
7. Pérdidas de presión en el sistema de circulación.

1. SISTEMA DE CIRCULACIÓN: En la perforación de lospozos por el método rotatorio se circula un fluido a través de un sistema que se conoce con el nombre de sistema de circulación, donde dicho sistema, 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 delfluido (gasto) puede causar una erosión excesiva de la cara y una falla prematura de la barrena. Este sistema de circulación está Constituido por las siguientes partes:

2. BOMBAS DE PERFORACIÓN: Las bombas se utilizan para transmitir al fluido la energía necesaria para vencer las pérdidas de presión por fricción en cada parte del sistema. Las bombas para perforar son de pistón0, que pueden serdobles o triples. Además las bombas se identifican por su capacidad y características de operación tales como:

- Presión máxima de operación, lpc.
- Potencia máxima permisible, Hp.
- Longitud de la embolada, pulg.
- Diámetro de vástago, pulg.
- Emboladas máximas y mínimas recomendadas por unidad de tiempo, Epm.

3. REOLOGIA: Es la ciencia que estudia el comportamiento deflujo de un fluido cuando circula a través de una tubería u otro conducto. Esta se realiza estableciendo la relación existente en el esfuerzo de corte y la tasa o velocidad de corte. Estas son propiedades físicas abstractas que están relacionados con los procesos de deformación de un fluido al estar en movimiento.

4. FLUIDOS DE PERFORACIÓN: a continuación se presentan los distintoscomportamientos de cada uno de los fluidos.

5. REGIMENES DE FLUJO: son patrones de comportamiento de las características del movimiento de un fluido a través de una tubería o un anular. Considerando el número adimensional de reynodls el régimen de flujo se clasifica de la siguiente forma:

- Flujo tapón o de transición: NR [pic] 100.
- Flujo laminar: 100 [pic] NR [pic] 2100.
- Flujoturbulento: NR [pic] 2100.

El flujo laminar: este tiene lugar entre bajas y moderadas velocidades de corte en que las capas de fluido pasan unas junto a otras en forma ordenada. Este movimiento es paralelo a las paredes del cauce a través del cual se mueve el fluido. La fricción entre el fluido y las paredes del canal es menor en este tipo de flujo. Los parámetros reológicos del lodo son importantespara el cálculo de las pérdidas de presión por fricción en lodos de flujo laminar.

El flujo turbulento: este se produce a altos índices de cizallamiento, cuando el fluido se mueve en forma caótica. En flujo turbulento las partículas son arrastradas por giros al azar y remolinos de corriente. La fricción entre el fluido y las paredes del canal es mayor para este tipo de flujo. Los parámetros...