Diapositiva 1

Corrida de tubera superficial Propsito de los Revestimientos

Reforzar el agujeroAislar formaciones inestables (subnormales, anormales, depletadas)Prevenir la contaminacin de yacimientos de agua frescaProveer un sistema de control de presinConfinar y contener fluidos y slidos de perforacin o terminacinActuar como conducto para operaciones asociadasSostener el cabezal del pozo y revestimientos subsiguientesSostener las BOPs y rbol de vlvulas 2 Tipos de Revestimiento

Revestimiento conductorRevestimiento de superficieRevestimiento intermedio Revestimiento de produccin

HONDA3Revestimiento Conductor

Soporta y asla formaciones no consolidadas, arenas de agua fresca y/o cualquier zona de gas superficial.

Puede estar hincado o cementado hasta superficie. HONDATipos de Revestimiento4Revestimiento de Superficie

Soporta el primer conjunto de preventorasPermite la perforacin ms profundaSoporte estructural para el cabezal del pozo y revestimientos subsecuentes Asla formaciones problemticas Se cementa hasta la superficie o hasta el interior del revestimiento conductor HONDA5Revestimiento Intermedio

Se instala cuando para aislar posibles zonas de influjo o perdida de circulacin La altura de cemento se disea para aislar la zona problemtica mas somera No es indispensable que el cemento ingrese al revestimiento de superficiePuede llegar hasta la superficie o ser un liner. HONDA6Revestimiento de Produccin

Contiene la tubera de produccin Puede o no estar expuesto a fluidos del yacimientoPuede ser extendida hasta superficie o ser un linerAsla las zonas productoras y permite el control del yacimiento, Acta como conducto seguro de transmisin de hidrocarburos a la superficie Previene influjos de fluidos no deseados. Rev. ConductorRev. SuperficieRev. IntermedioRev. Produccin7

Liner o revestimiento corto de produccinCompleta un pozo a menos costoPermite un conducto de produccin mas grande Provee un mayor rango de eleccin para la tuberas de produccin.Asla formaciones inestablesEconomiza tiempo y dinero Mitiga limitaciones del equipo de perforacin.

8En la construccin y durante la vida til de un pozo petrolero, las tuberas de revestimiento son preponderantes, para lograr el objetivo del pozo. Por lo tanto la determinacin de la profundidad de asentamiento y la seleccin de cada sarta de TRs, forman parte importante del diseo de la perforacin. Adems, las TRs representan una considerable porcin del costo total del pozo, que vara entre el 15 y 35%, del mismo. Por lo anterior, cualquier reduccin en el costo de los tubulares, puede generar ahorros sustanciales en el costo total del pozo. De acuerdo con las funciones especficas de las tuberas de revestimiento, las cuales se describen en la seccin de conceptos generales, stas se clasifican como: tubera superficial, tubera intermedia y tubera de explotacin o produccin. Dependiendo de la profundidad y complejidad del pozo, en ocasiones es necesario utilizar ms de una tubera intermedia. La determinacin de las profundidades de asentamiento esta en funcin de las condiciones geolgicas a perforar. El criterio de seleccin de la profundidad de asentamiento vara de acuerdo a la funcin especfica de cada sarta de tubera de revestimiento. El aislamiento de zonas deleznables, zonas de prdida de circulacin y zonas de presin anormal, rigen los principales criterios de seleccin. Por lo que respecta al diseo se establece que las tuberas de revestimiento debern resistir las cargas impuestas durante la perforacin, terminacin y reparacin de un pozo, al mnimo costo. Tuberias de revestimiento.Las tuberas de revestimiento tienen un papel muy importante en la perforacin de pozos, ya que representan una porcin muy significativa del costo total del pozo, entre el 15 y 35%. Por lo anterior, una seleccin ptima de los tubulares puede generar un ahorro importante en el costo total del pozo. En esta gua se muestran los conceptos que se deben considerar para el asentamiento y diseo de las tuberas de revestimiento, para que stas puedan resistir las cargas impuestas durante la Perforacin, Terminacin y Reparacin de Pozos, al mnimo costo. El alcance de esta clase es definir los criterios para determinar las profundidades de asentamiento de las tuberas, tomando en cuenta las condiciones de cada tipo de tubera, as como los principales esfuerzos que actuarn sobre la tubera de revestimiento, las consideraciones para el diseo de cada tipo de tubera y el anlisis de esfuerzos biaxiales. Lo anterior, como antecedente necesario para el uso de software tcnico especializado para el asentamiento y diseo final de los diferentes tipos de tuberas de revestimiento. CONCEPTOS GENERALES Una vez construido el perfil de geopresiones, el siguiente paso, en el diseo del pozo, es determinar el asentamiento de las tuberas de revestimiento. El proceso se realiza partiendo del fondo del pozo, haca la parte superior, como se indica en la Figura 1. A continuacin se describe brevemente la finalidad del asentamiento de cada uno de los tipos de tuberas de revestimiento:

Tubo conductor.- Su objetivo es aislar acuferos superficiales y tener un medio para la circulacin del fluido de perforacin. Tubera superficial.- Tiene como objetivo, aislar acuferos superficiales e instalar conexiones superficiales de control. Tubera intermedia.- Se cementa en la cima de la zona de presin anormalmente alta, para cambiar la base al lodo de perforacin e incrementar la densidad del mismo. Cuando las zonas de presin anormal se extienden en profundidad, o se presentan intercalaciones de zonas de alta y baja presin, ser necesario emplear ms de una tubera intermedia. Tubera de explotacin.- Permite la explotacin selectiva de los intervalos que presenten las mejores caractersticas Los principales parmetros que influyen en la determinacin de la profundidad de asentamiento de las TRs son: 1. Dimetro requerido al objetivo. 2. Tipo de formacin y su contenido de fluidos - 3. Presin de formacin y fractura 4. Densidad del fluido de control 5. Presin diferencial 6. Mximo volumen al brote durante la perforacin

Respecto al diseo de la tubera de revestimiento, se consideran tres pasos bsicos: 1. Determinar el dimetro y longitud de las sartas de tuberas. 2. Calcular el tipo y magnitud de esfuerzos que sern encontrados. 3. Seleccionar los pesos y grados de T.R que no fallaran al estar sujetos a las cargas.

Por lo tanto, el objetivo del diseo es permitir el control de las condiciones esperadas del pozo, para que las sartas sean seguras y econmicas. En la evaluacin apropiada de las cargas que actan a lo largo del pozo, se debern hacer consideraciones especiales, de acuerdo a la profundidad. As, el diseo de los tubulares debe hacerse por separado. Estos es: (1) Tubera superficial, (2) Tubera intermedia, (3) Tubera intermedia como liner, (4) Liner de explotacin, (5) Tubera de produccin. La carga de presin interna debe ser considerada en primer lugar, ya que dictar las condiciones iniciales para el diseo de la tubera de revestimiento. El siguiente criterio a considerar es la carga al colapso que deber ser evaluada y las secciones debern ser recalculadas de ser necesario. Una vez que los pesos, grados y longitudes de las secciones han sido determinados para cumplir con las cargas de presin interna y colapso, se deber evaluar la carga por tensin. El paso final es verificar las reducciones por efectos biaxiales en esfuerzo de presin interna y resistencia al colapso causados por las cargas de tensin y compresin respectivamente, La representacin grfica de los diferentes esfuerzos se muestra en la figura 2.

METODOLOGA PARA EL ASENTAMIENTO DE TUBERAS DE REVESTIMIENTO 1. Recopilacin de Informacin y graficacin de parmetros.2. Asentamiento de la TR de Explotacin3. Asentamiento de la TR Intermedia4. Asentamiento de la TR Superficial Recopilacin de Informacin y graficacin de parmetrosPara la planeacin del asentamiento de TRs es necesario considerar la siguiente informacin: Dimetro de la T.R. de produccin o del agujero en la ltima etapa. Trayectoria programada. Columna geolgica programada Seccin estructural Presin de poro y de fractura. Mrgenes de viaje empleados durante el movimiento de tuberas Margen del fluido de perforacin para control de posible brotes. Densidades del fluido de controlCon esta informacin disponible, se procede a generar un grfico de gradientes de densidad equivalente de la presin de poro y de fractura (Figura 3).A los valores de la presin de poro y fractura se les deber afectar por un margen de control que considere los efectos de viaje de la tubera (pintoneo y succin) y la posible ocurrencia de un brote. El rango de valores que se maneja para estos mrgenes se explica ms adelante.Adems, es conveniente conocer el rea donde se planea perforar el pozo para tomar en cuenta, en el programa final, la posible presencia de: estratos salinos, zonas de lutitas hidratables y/o deleznables, acuferos, estratos con H2S o CO2, zonas depresionadas, fallas, zonas de alta presin, formaciones no consolidadas, formaciones altamente fracturadas o vugulares, formaciones con aportacin de agua, etc.

Mrgenes de Control sobre la Presin de Poro (MPp)El margen de control sobre la presin de poro estar conformado por la suma del margen de viaje y un factor de seguridad.Para estos mrgenes es necesario realizar clculos de las presiones de empuje y succin en pozos de correlacin o suponiendo una geometra conocida del pozo a perforar. Esto se debe realizar a diferentes profundidades, en funcin de las propiedades del fluido de control, la geometra del pozo y a diferentes velocidades de viaje de la sarta de perforacin en condiciones crticas (barrena embolada) y/o diferentes velocidades de introduccin de las tuberas de revestimiento. Sin embargo, existen valores reportados en la literatura3,4 que varan entre 0.024 a 0.060 gr/cc para el margen de viaje (succin y empuje).Adems de estos mrgenes, es deseable emplear pesos de lodo que ejerzan una presin mayor a la presin de formacin (20 kg/cm2), por lo que se debe considerar un factor de seguridad para la densidad equivalente del lodo a utilizar, de entre 0.024 a 0.036 gr/cc.Asumiendo lo anterior, se puede definir el margen de control como la suma del margen de viaje y el factor de seguridad dando como resultando valores entre 0.05 a 0.10 gr/cc sobre el gradiente de presin de poro. Los valores recomendados se muestran en la siguiente tabla:

Margen de Control sobre la Presin de Fractura (MPf) As mismo, se debe utilizar un margen de fractura por efecto de empuje durante la introduccin de tuberas o en el caso del control de un brote, por lo que se debe reducir al gradiente de fractura pronosticado en el rango del margen de viaje (0.024 a 0.060 gr/cc) Este valor puede ser obtenido para cada rea en particular de pozos de correlacin donde se hayan realizado operaciones de control de brotes, es decir, la densidad del fluido para controlar el brote menos la densidad del fluido de perforacin antes de que ocurriera el brote. El valor recomendado es de 0.030 gr/cc.

Margen por efecto de presin diferencial La presin diferencial se define como la diferencia entre la presin hidrosttica del fluido de control y la presin de formacin, a cierta profundidad. Se deben obtener dos rangos, uno para la zona de transicin (normal a anormal) y otro para la zona de presin anormal. Se pueden utilizar valores de acuerdo con la experiencia en cada rea en particular. Adems, existen valores generales reportados en la literatura3 sobre la cantidad de presin diferencial que puede tolerarse sin que ocurran pegaduras de tuberas, los cuales estn entre: Zonas de transicin (normal a anormal) 2,000-2,300 lb/pg2 (140 y 160 kg/cm2) Zonas de presin anormal 3,000-3,300 lb/pg2 (210 y 230 kg/cm2 ). Como se mencion previamente, una vez determinados los gradientes de poro y fractura y los mrgenes de control, la determinacin de las profundidades de asentamiento se realiza desde la profundidad total programada hacia arriba. En pozos donde no exista evidencia de zonas de presin anormalmente alta, se establece que slo se asentarn las tuberas de explotacin y la superficial, siempre y cuando las condiciones litolgicas as lo permitan. A continuacin se describe la metodologa para cada tipo de tubera de revestimiento.

Asentamiento de la Tubera de Explotacin Aunque generalmente la tubera de explotacin se asienta hasta la profundidad total programada, se debe considerar que la premisa es asentarla a la profundidad donde se permita la explotacin de los intervalos definidos. Asentamiento de Tubera Intermedia Se grafica la presin de formacin ms su margen de control, y la presin de fractura, menos su margen respectivo, (todos expresados en gradiente de densidad de lodo equivalente) contra la profundidad. A partir del mximo valor de densidad a utilizar en el fondo del pozo, se proyecta una lnea vertical hasta interceptar la curva del gradiente de fractura afectado por su margen de seguridad. La profundidad de esta interseccin definir el asentamiento de la tubera intermedia ms profunda. En funcin de la profundidad total del pozo y del comportamiento de las geopresiones pronosticado, se proceder de la misma manera, en caso de que se requieran tuberas intermedias adicionales, como se ilustra en la Figura 4. Esto, hasta alcanzar la profundidad de asentamiento de la tubera superficial, que difiere del procedimiento anterior.Para cada asentamiento de tubera intermedia, ser necesario revisar el margen por presin diferencial para asegurar que no se exponga al pozo a un riesgo de pegadura por presin diferencial.

Correccin por Presin DiferencialUna vez que las profundidades de asentamiento de las tuberas intermedias han sido establecidas, se debern tomar en cuenta los problemas de pegadura por presin diferencial, para determinar si la sarta de tubera de revestimiento pudiera pegarse cuando sea introducida al pozo. Para esto, se evala la mxima presin diferencial que se puede presentar con el arreglo seleccionado. Esta revisin deber hacerse desde la tubera ms superficial (Figura 3. Asentamiento 2) hasta la ms profunda (Figura 3. Asentamiento 1).La presin diferencial (, p en kg/cm2) a cualquier profundidad (Di en m), se obtiene con la siguiente ecuacin:

Donde fin es la densidad del fluido de control a la profundidad final de la T.R. que se esta revisando, y inicio la densidad del fluido de control a la profundidad del asentamiento o etapa anterior, en (gr/cc).La condicin que deber cumplirse es:Para el asentamiento de la TR (1) (Figura 3), en la zona de presin anormalmente alta :p lim