programa de entrenamiento acelerado para supervisores
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8/14/2019 Programa de Entrenamiento Acelerado Para Supervisores
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IPM
Fundamentos de Diseo de Revest idores
Programa de EntrenamientoAcelerado para Supervisores
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IDPT CDP
IPM
Contenido de la presentacin
Objetivos
Definiciones
Criterios para el diseo de revestidores
Colapso
Estallido
Tensin
Fundamentos de Diseo de Revestidores
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IPM
Objetivos de la Presentacin:
Al finalizar la presentacin USTED deber se capaz de:
Estar familiarizado con los criterios que se toman en
consideracin cuando se va a disear una sarta derevestimiento para resistir los esfuerzos de:
Colapso
Estallido
Tensin
Conocer los factores de seguridad aplicados en el diseo
Fundamentos de Diseo de Revestidores
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IDPT CDP
IPM
Definicin:
El diseo del revestimiento envuelve la determinacin de losfactores que influyen en la falla y en la seleccin de los gradosy pesos de tubulares ms apropiados para las operaciones
especficas,
El programa de revestidores deber tambin reflejar losrequerimientos de completacin y produccin del pozo,
Se necesita un buen anlisis de los esfuerzos que estarn
presentes y la abilidad para para aplicarlos en el diseo de lassartas de revestimiento
Fundamentos de Diseo
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Definicin:
El producto final de tal diseo es un recipiente de presin quesea capaz de resistir las presiones interiores y exteriores, ascomo las cargas axiales a que sea sometido,
Las irregularidades dentro del hoyo sometern el revestidor aesfuerzos adicionales por fuerzas de doblamiento que tambindebern considerarse en el proceso de seleccin del grado deacero,
En general, el costo de un revestidor con un grado de acero
dado es proporcional a su peso. A mayor peso, mayor ser elcosto del tubular,
De modo tal que el diseador deber asegurarse deseleccionar el menor costo con la mejor calidad posible
Fundamentos del diseo
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Criterios para el diseo Suposiciones bsicas para el Diseo por
Colapso:
El revestidor est vaco debido a unaprdida de circulacin total en lazapata o la profundidad total, TD,
La presin interna en el revestidor escero,
La presin exterior sobre el revestidores ejercida por la columna de lododentro del pozo al correr la sarta,
No existe cemtento alrededor delrevestidor.
Fundamentos de diseo
Zapata
TD
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Criterios para el Diseo
Colapso (C):
C = densidad del lodo x profunidad x aceleracin gravitacional, C = gh,
C = 0.052 h
Pr. de Colapso en la zapata = Presin Externa Presin Interna
Pr. de Colapso en Superficie = 0
Fundamentos de diseo
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Criterios para el Diseo
Estallido:
El criterio para el Estallido se basa normalmente en lamxima presin de formacin que resulta al tomar un influjo
durante la perforacin de la siguiente seccin del agujero.
Fundamentos de diseo
Presin
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Criterios para el Diseo Estallido:
Gas a la superficie:
Este es el caso extremo, Para mayor Factor de Seguridad al
estallido se supone que un influjo degas ha desplazado por completo lacolumna de lodo dentro del pozo,
Esto har que el revestidor quedesometido a los efectos de estallido porla presin de formacin actuando en suinterior.
Fundamentos de diseo
zapata
TD
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Criterios para el Diseo Estallido:
Gas a la superficie:
En el tope del agujero, la presin exterior ejercida por lacolumna de lod es cero, por lo que la presin interna deber sersoportada enteramente por el cuerpo del revestidor,
Por lo tanto, la presin de estallido ser mxima en el tope ymnima en la zapata del revestidor donde la presin interior esresistida por la presin hidrosttica de la columna de fluidos en
el anular exterior al revestidor.
Fundamentos de diseo
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Criterios para el Diseo Estallido: Gas a la superficie:
En el diseo convencional del revestidor, se acostumbrasuponer que el influjo es de gas lo cual constituye el caso msdesfavorable para el sistema del pozo en trminos de presin,
El gradiente del gas del influjo se supone de 0.1 psi/pie. Estegradiente causar un pequeo incremento en la presin deformacin a medida que asciende dentro del pzo,
Se deber seleccionar un punto para el asentamiento para elrevestidor tal que la presin impuesta en la zapata sea menor
que la presin de fractura de la formacin debajp de ella a esaprofundidad,
En pozos exploratorios en los que se desconoce la presin delyacimiento, la presin de formacin de la siguiente seccin delagujero se estima con base en el mximo peso de lodo.
Fundamentos de diseo
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Criterios para el Diseo Estallido:
Presin de Estallido en Superficie, B1 = Pr. de la columnaexterior de fluido Pr. de Formacin dentro del revestidor.(B1) = Pf G x TD.
Las presiones interior y exterior en la zapata del revestidor(Pi) y (Pe) se calculan con la mxima presin de formacinesperada a la profundiad final de la seccin siguiente TD,suponiendo evacuacin total del pozo con gas:
Pi = Pf - G (TD prof de la zapata)
Pe = 0.465 x prof. de la zapata,
La presin de estallido en la zapata ser, (B2) = Pi - Pe
B2 = Pf - G x (TD prof de la zap) - 0.465 x prof de la zap.
Fundamentos de diseo
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Criterios para el Diseo
Ejemplo: Revestimiento de 9 5/8, Prof de la zapata = 5000 pies, Profundidad final de la seccin siguiente, TD = 10000 pies, Pf = 5000 psi, Peso del lodo en el pozo al correr el revestidor de 9 5/8 = 10 lbs/gal. Presin de colapso en la zapata = 10 x 0.052 x 5000 = 2600 psi, Presin de estallido en superficie = 5000 - ( 0.1 x 10000 ) = 4000 psi,
Pr. de estallido en la zapata = { 5000 - ( 0.1x [10000 - 5000] ) } - { 0.465 x 5000}= 4500 - 2325 = 2175 psi,
Revestimiento Seleccionado: L80 40lbs/pie, B = 5750 psi, C = 3090 psi
Fundamentos de Diseo
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IPM
Criterios para el Dieso
Tensin:
La mayor parte de la tensin axial proviene del peso mismo
del revestidor, Otras cargas tensionales puede deberse a:
Doblamiento,
Arrastre,
Cargas de impacto y esfuerzos inducidos durante las pruebas
de presin. Al disear el revestimiento se considera que el tramo superior
de la sarta como el punto ms dbil a la tensin toda vez quetendr que soportar el peso total de la misma.
Fundamentos de Diseo
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IPM
Criterios para el Diseo Tensin:
Los esfuerzos de Tensin se determinan como sigue:
Calcular el peso del revestimiento en el aire (valor positivo)empleando la profundidad vertical,
Peso del revestidor en el aire = peso del revestidor en (lbs/pie) xprofundidad del agujero (prof vertical verdadera, TVD pies),
Calcular la boyancia o flotacin (valor negativo),
BF = Pe (Ae - Ai) para revestidor con punta abierta (zapata gua), BF = Pe Ae - Pi Ai para revestidor con punta cerrada (zapata y
collar flotadores)
Fundamentos de diseo
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IPM
Criterios para el Diseo Tensin:
Mtodo de Presin y rea
Ai
Ae
Pi Pi
Ai
Ae
Pe
Pi
Fundamentos de diseo
Revestimiento
Con punta abierta
Revestimiento
Con extremo cerrado
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IPM
Criterios para el Diseo Tensin:
Ejemplo:
Revestimiento de 20, ID = 18.71 pulg, 133 lb/pie, con extremo abierto, Prof de la zapata = 2800 pies, Peso del lodo en el pozo = 10 lbs/gal.
Solucin empleando el mtodo de Presin y rea:
Peso en el aire = 2800 pies x 133 lbs/pie = 372,400 lbs,
Fuerza de Empuje por flotacin, BF = Pe (Ae - Ai) para extremo abierto,
BF = 0.052 x 10 x 2800 (314.16 - 274.94) = 57,104 lbs,
Peso sumergido, BW = Peso en el aire Peso flotado= 372,400 - 57,104 = 315,295 lbs
Fundamentos de diseo
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Criterios para el Diseo Tensin:
Calcular la fuerza de doblamiento en pozos desviados (valorpositivo),
Fuerza de doblamiento = 63 Wn x OD x ,Wn = wt of casing (lb/ft) positive force,
= severidad de la pata de perro (grados/100pies), (emplear una curvaturapromedio de 2 grados/100 pies de trayectoria)
Calcular la fuerza aplicada en pruebas de presin:
El revestidor se deber probar a la mxima presin para la que fudiseado
Fuerza debido a la presin = rea x Presin = /4 (ID2) x Pr. de prueba
Fundamentos de diseo
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Criterios para el Diseo4.4 Mnimos Factores de Diseo
Fundamentos de diseo
1.251.251.25Tri-Axial
1.21.21.2Compresin
1.61.61.6Tensin
1.251.1
1.251.1
1.251.1
Estallido (servicio normal)Estallido (servicio crtico)
1.11.11.0Colapso
Tubera deProduccin
Revest o liner de Produccin,extensiones de liner deproduccin hasta superficie
Revest. De superficie e intermedios,lineres de perforacin, extensionesde liner hasta superficie
CARGAS DEL DISEO
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IPM
Ahora USTED deber ser capaz de:
Estar familiarizado con los criterios para el diseo de una sartade revestimiento con respecto a:
Colapso, Estallido,
Tensin.
Conocer los factores de seguridad empleados en el diseo.
Fundamentos de diseo
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