Programa de Capacitación

Matemáticas Básicas( 2 días )

Control de Pozos( 2 días )

Pega de Tubería( 1 días )

• Familiarizar a la cuadrilla con las matemáticas básicas que se utilizan en la perforación y reacondicionamiento de pozos de petróleo y gas hoy en día.

• Mejorar la comprensión de ciertas operaciones específicas, como lo son el Control de Pozos.

• Mejorar la destreza para resolver algunos de los problemas prácticos que se enfrentan en el día a día las operaciones de

campo

Día Primero• Manejo de calculadora• Suma , Resta• Multiplicación, División• Fracciones, Porcentajes• Potenciación, Raíces

Día Segundo• Cálculos de Capacidades• Cálculos de volumen• Cálculos de Presión • Cálculos de Bombeo• Evaluación final

• Teórica y Práctica

• Ejercicios desarrollados en la clase

• Seguimiento Individual

• Ejercicios para desarrollar en casa

• Evaluación Final

Material :

• Libro de Matemática Aplicada al Campo Petrolero de Well Control School WCS• Calculadora• Cuaderno de Apuntes

Tiempo :

• 2 días ( 8 horas c/d )• 8:00 - 17:00• Una hora almuerzo (12:00 - 13:00)• Refrigerios ( 10 min ) AM - PM

1. Números y Aplicaciones

Números Enteros- Cantidad de tubería en la torre- Altura de la torre- Profundidad del Pozo

Números Fraccionarios - Dimensión de una llave- Diámetro de un jet de la broca- Medidas del Flexómetro

Números Mixtos- Diámetro de tubería- Diámetro de la Broca- Diámetro camisas en la bomba

Números Decimales- Longitud de una junta de tubería- Profundidad del pozo

40 Paradas142 Pies2000 Pies

1 / 2 11 / 32 5 / 8

5 1/2 8 1/2 9 1/4

31.5 Pies 5420.45 Pies

1

2. Partes de la Calculadora

0 . =+

% -

X

M-

M+

MRC

_..

+/-ON C

7 8

1

4 5

9

6

2 3

72PANTALLA

PANEL SOLAR

MULTIPLICACION

DIVISION

LLAMARMEMORIA

MEMORIAMENOS

MEMORIAMAS

RESTA

SUMAIGUALCOMADECIMAL

ENCENDER/DESPEJAR

CAMBIARSIGNO

PORCENTAJE

RAIZCUADRADA

2

3. SUMA

ENTEROS :

DECIMALES:

FRACCIONARIOS:

50 + 120 + 1.200 = _________

450 + 1950 = ________

CUANTO VOLUMEN DE LODO TENGO EN EL SISTEMA SI EN EL TANQUE 1 HAY 200 BARRILES EN EL TANQUE 2 HAY 180 BARRILES EN EL HUECO HAY 97 BARRILES Y EN LAS LINEAS HAY 15 BARRILES

VOLUMEN TOTAL = ________ +________+________+________

= ______________ (BBLS)

31,4 + 47,85 + 99,07 = _________

450,261.950,03 +________

CUANTO MIDEN LAS CINCO PARADAS QUE HAY EN LA TORRE DE ACUERDO AL SIGUIENTE TALLY Stand Longitud Acumulado (pies) (Pies)

1 95.20 ____________ 2 94.35 ____________ 3 95.67 ____________

1 + 3 = 1 + 3 = _______ 2 2 2 2

Homogéneos:

Heterogéneos:

4 + 3 = (4x5)+(3x 3) = ( ) + ( ) =____3 5 (3x5) ( )

3

4 RESTA

ENTEROS

DECIMALES:

FRACCIONARIOS:

150 - 75 = _________

1.950 320 -________

TENGO 560 BARRILES DE LODO ACTIVOS EN EL SISTEMA PERFORANDO LA FORMACION CIMARRONA OBSERVE PERDIDA DE 87 BARRILES. CUANTO LODO ME QUEDA EN EL SISTEMA ACTIVO ?

VOLUMEN (BLS) = ________ -________ = ___________(BBLS)

31,4 - 20,04 _________

560,68 31,09 -

SI LA PROFUNDIDAD A LA QUE ESTOY PERFORANDO ESTA A 7.102,5 PIES Y EL ZAPATO DEL ULTIMO REVESTIMIENTO ESTA A UNA PROFUNDIDAD DE 3.188,03 PIES.

CUANTO PIES DE HUECO ABIERTO LLEVO ACTUALMENTE ?

7.102,5 - ________ = ________ (Pies)

4 - 2 = 4 - 2 = _______ 5 5 5 5

Homogéneos:

Heterogéneos:

8 - 3 = (8x5)-(2x 3) = ( ) - ( ) =____2 5 (2x5) ( )

4

EJERCICIO DE CLASE

1. EL DIA DE AYER EN EL POZO MONICONGO 1 NOS ENCONTRABAMOS PERFORANDO A UNA PROFUNDIDADDE 5928.14 PIES. EN EL DIA DE HOY HEMOS PERFORADO 1015 PIES. A QUE PROFUNDIDAD ESTAMOS?

2. CUANTA LONGITUD DE TUBERIA TENGO EN HUECO ABIERTO A LA ACTUAL PROFUNDIDAD ?

INFORMACION DEL POZO

3188.20 Pies

5928.14 Pies

Casing 9 5/8”P-110

Hueco de 8 1/2”

Superficie

5

5 MULTIPLICACION

ENTEROS

DECIMALES:

FRACCIONARIOS:

120 X 21 = _________

1.950 12 X

_______

HAY 70 PARADAS DE TUBERIA DE PERFORACION EN LA TORRE. SI CADAPARADA TIENE UNA LONGITUS DE 90 PIES. CUANTOS PIES DE TUBERIADE PERFORACION HAY EN LA TORRE ?

PIES DE TUBERIA = ________ (Paradas) X _______(Pies /Parada) = ______ (Pies)

31,4 x 3,5 = _________

560,68 31,09 x

ESTAMOS PERFORANDO A UNA RATA CONTROLADA DE 25 PIES POR HORA.CUANTOS PIES DE HUECO PERFORAREMOS DURANTE MI TURNO DE 12 HORAS ?

PIES PERFORADOS = ________ ( Pies / hora) x _______ (horas) = ______ (Pies)

4 x 2 = 4 x 2 = ______ 5 5 5 x 5

8 x 3 = 8 x 3 =2 5 2 x 5

QUE VOLUMEN DE LODO NECESITO PARA LLENAR LA TUBERIA DE 5” CONCAPACIDAD DE 0,0177 (Barriles por cada pie) EN UNA LONGITUD DE 5.682,42 (Pies)

VOLUMEN (Barriles) = ________ (Pies) X _________(Barril / pie) = ________ (Barriles)

EL TANQUE DE LODO TIENE UN AFORO DE 6 BARRILES POR PULGADA. SI AUMENTA 3 PULGADAS. CUANTO FLUIDO HA AUMENTADO

VOLUMEN (Barriles) = ______ (Barril / Pulgada) X ______(Pulgadas) =_____ (Barriles)

6

6 DIVISION

ENTEROS :

DECIMALES:

FRACCIONARIOS:

350 / 5 = _________

675 25

APROXIMADAMENTE CUANTAS JUNTAS ( DP DE 5”) DE LONGITUD 31 Pie SE REQUIEREN PARA LLEGAR A UNA PROFUNDIDAD DE 6.665 Pies

No. JUNTAS = ________ ( Pies ) / _______(Pies / Junta) = ______ (Juntas)

280 / 2,71 = _________

EL TANQUE DE SUCCION TIENE UN VOLUMEN DE 189 Barriles , SI LA ALTURADEL TANQUE ES DE 96 Pulgadas

CUAL ES EL AFORO DEL TANQUE ? O SEA, CUANTOS Barriles Por Pulgada

AFORO = ________ (Barriles) / _______ (Pulgadas) = ______ (Barriles por Pulgada)

8 3 = 8 x 5 =2 5 2 x 3

SI LA BOMBA DE LODO No. 1 NATIONAL CON CAMISAS DE 5 1/2” BOMBEA 2,71 (Galones por cada golpe) . CUANTOS GOLPES NECESITARIA PARA BOMBEAR840 Galones DE UNA PILDORA PESADA

GOLPES = ________ (Galones) / _________(Galones / golpe) = ________ (golpes)

675 25

.

.

7

EJERCICIO DE CLASE

6,5 pies

7 pies8 pies

Información Adicional

Nota : ( 1 Barril = 5.6146 pies cúbicos ) ( 1 Barril = 42 Galones )

Volumen = _____ (pie) x ______ (pie) x _____(pie) / _____ (pies cubico/barril) = _____ (Barriles)

TANQUE DE LA PILDORA

Si la bomba de lodo No. 1 bombea a razón de 2,71 Galones por stroke , cuantos estrokes requiero para bombear 20 Barriles de una pildora pesada.

_____ (Barriles) x ______ (Galones por barril) / _____ (Galones /stroke) = _____ (Strokes)

8

7 POTENCIACION

CUAL ES LA CAPACIDAD DEL REVESTIMIENTO DE DIAMETRO EXTERNO 9 5/8”( P-110 - 53, 5 Libras por pie - ID = 8,535 Pulgadas )

2 = 2 X 2 = ______2

( 3.5) = 3.5 X 3.5 X 3.5 = ___3

CAPACIDAD =

ID

1029.4

2

=

( ) X ( )

1029.4 =

1029.4 = ( Bls / Pie )

OD

ID

SecciónTransversalde un Tubo

OD : Diámetro externo del tubo ID : Diámetro interno del tubo

CAPACIDAD : Es el volumen de fluido contenido en 1 pie deTubular ( DP , HW , DC , Revestimiento )

9

8 RADICACION

CONOCIDA LA CAPACIDAD UNITARIA DEL HUECO PERFORADO, (0.070 Barriles / pie ) DETERMINAR EL DIAMETRO APROXIMADO DEL MISMO )

144 = 12

CAPACIDAD =

ID

1.029,4

2

Pulgadas

81 = 9 x 9 = 92

= 9

ID = (1029,4 x Capacidad) =

10

9 PORCENTAJE

CALCULAR EL 58 % DE LONGITUD DEL HUECO PERFORADO A 12536 PIES

14 % = 14 / 100 = 0.14

12536 PIES x 58 % = _______________ PIES

EL BHA TIENE 740 PIES DE LONGITUD. EL POZO TIENE UNA PROFUNDIDAD DE 6336 PIES.QUE PORCENTAJE DE ESA LONGITUD LE CORRESPONDE AL BHA ?

_____________ (Pies del BHA ) / _____________ (Profundidad Total) x 100 = ___________ % BHA

11

Las Unidades de Longitud más usadas en el área de perforación son

Nombre Ingles Sigla Equivalencia

Pie Feet ft (‘) 12 Pulg. ; 0,3048 metrosPulgada Inch in (“) 2,54 centímetros

Las longitudes de los tubulares se realizan con la cinta métrica y se registra en piesy décimas de pies. (Enteros y decimales). Ejemplo : 31.45 Pies

Los diámetros internos y externos de lostubulares sedeterminan con el flexómetro yse registra en pulgadas (Enteros y fraccionarios). Ejemplo : 3 1/2”

10 UNIDADES DE LONGITUD:

12

Flexómetro : Herramienta usada para medir longitudes , diámetros. Algunos tienen divisiones en pulgadas y centímetros , otros tienen divisiones en pies y pulgadas.Cada pulgada está dividida en 32 o 16 partes ( Ver Gráfico)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

32 32 3232 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32

1

16

2

16

3

16

4

16

5

16

6

16

7

16

8

16

9

16

10

16

11

16

12

16

13

16

14

16

15

16

16

16

1

8

2

8

3

8

4

8

5

8

6

8

7

8

8

8

1

4

2

4

3

4

4

4

1

2

2

2

01

16

1

8

1

43

16

5

16

3

87

16

1

2

9

16

5

8

11

16

3

4

13

16

7

8

15

16 1

13

EJERCICIO DE CLASE

Capacidad Interna : Cual es la capacidad de la HWDP de 5 Pulgadas, si su diámetro interno es de 3 Pulgadas

OD

ID

CAPACIDAD = ID

1029.4

2

CAPAC = ID

2

1029.4 =

( ) x ( )

1.029,4 =

OD = 5 Pulg.

ID = 3 Pulg.

( )

1.029,4 = (Bls/Pie)

Volumen Interno : Cual es el volumen de 2500 pies de la anterior HWDP de 5 Pulgadas

Volumen = Capacidad x Longitud

VOLUMEN = ( ) x ( ) = (BARRILES)

20

ID

OD

SecciónTransversal

anular

Capacidad Anular: es el volumen de fluido contenido en 1 pie de espacio anular entre Casing - DP ;Hueco - DP ; Hueco - DC ; Hueco - HWDP ; etc

CAPACIDAD = ID

1029.4

2 OD 2-

13. Volumen y Capacidad Anulares TuberíasVolumen anulares Para hallar el volumen anular entre el revestimiento y la tubería o entre el hueco abierto y la tubería se determina inicialmente la capacidad anular y luego se multiplica por su longitud.

Volumen = Capacidad x Longitud Ec. 3

ID

L

OD

( Bls / Pie )

OD : Diámetro externo del DP, HW, DC (Pulgadas)

ID : Diámetro interno del casing o hueco (Pulgadas)

CAPACIDAD :

L : Longitud del tubular (Pies)

Ec. 521

Capacidad anular : Cual es la capacidad anular si la Tubería de Perforación de 5 pulgadas está dentro del revestimiento de 9 5/8” (Diámetro interno del revestimiento 8,535 Pulgadas )

ID

OD

CAPACIDAD = ID 1029.4

2 OD 2-

CAPAC = ID

2

1029.4 =

( X ) - ( X )

1029.4 =

( )

1029.4 = (Bls/Pie)

Drill Pipe OD = 5 Pulg.Revestimiento ID = 8,535 Pulg.

- OD 2

EJERCICIO DE CLASE

Volumen Anular : Cual es el volumen de 2500 pies de la anterior anular

Volumen = Capacidad x Longitud

VOLUMEN = ( ) x ( ) = (BARRILES)

22

PARTES EN EL POZO

Zapata del Revestimiento

Revestimiento o Casing

Superficie

Tubería de Perforación o Dill Pipe

Botellas de Perforación o Dill Collar

Broca de perforación o bit

Hueco Abierto

23

EJERCICIO DE CLASEINFORMACION DEL POZO

2300 Pies

CasingOD : 9 5/8” ID : 8.535”

Dill Pipe:OD : 5”ID : 4.276”

BotellasOD : 6 1/2”ID : 3 “

Broca de8 1/2”

5200 Pies

6500 Pies

SuperficieCalcular el Volumen Interno de la Sarta de Perforación:

Drill Pipe :

Capacidad = _____ x _____ / 1029.4 = _________ ( Bls / pie )

Volumen = ___________ x __________ = ________ ( Barriles )

Drill Collar :

Capacidad = _____ x _____ / 1029.4 = ______ ( Bls / pie )

Volumen = ___________ x __________ = ________ ( Barriles )

Volumen Interno de la Sarta = _______ + ________ = _______ ( Barriles )

24

EJERCICIO DE CLASEINFORMACION DEL POZO

2300 Pies

CasingOD : 9 5/8” ID : 8.535”

Dill Pipe:OD : 5”ID : 4.276”

BotellasOD : 6 1/2”ID : 3 “

Broca de8 1/2”

5200 Pies

6500 Pies

Superficie

Calcular el Volumen Anular Total :

Casing - Drill Pipe :

Capacidad = (___ x ____) - (___ x ____) / 1029.4 = _________ ( Bls / pie )

Volumen = ________ x ________ = ________ ( Barriles )

Hueco - Drill Pipe :

Capacidad = (___ x ____) - (___ x ____) / 1029.4 = ______ ( Bls / pie )

Volumen = ___________ x __________ = ________ ( Barriles )

Hueco - Drill Pipe :

Capacidad = (___ x ____) - (___ x ____) / 1029.4 = ______ ( Bls / pie )

Volumen = ___________ x __________ = ________ ( Barriles )

Hueco - Drill Collar :

Capacidad = (___ x ____) - (___ x ____) / 1029.4 = ______ ( Bls / pie )

Volumen = ___________ x __________ = ________ ( Barriles )

Volumen anular total = _______ + ________ + _______ =____ ( Barriles )

25

Equivale al volumen de lodo que la bomba envía a través del la línea del stand pipe, por cada estroke ( golpe o recorrido) Este volumen depende del tipo de bomba (duplex o triplex ) , del diámetro de la camisa ( D ), del recorrido del pistón ( L ) , del diámetro de la varilla ( d : rod piston ) y la eficiencia ( % Ef )

= 0.000243 x L x D x % Ef2

14. Salida de las Bombas de Lodo

BOMBA TRIPLEXBOMBA DUPLEXDOBLE ACCION

SUCCION SUCCION

DESCARGADESCARGA

SUCCION

DESCARGA

L

D

L

D

Salida de la bomba= 0.000162 x L x (2 x D - d ) x % Ef

2Salida de la bomba

2

d

Ec. 7Ec. 626

Calcular la salida de la bomba de lodo Tríplex, National 9P-100 con diámetro de camisa de 6 pulg y recorrido del piston de 9.25 pulg. (Eficiencia 95%)

Salida = 0.000243 x _____ x ____ x 0.95 = ______ Bls / stk 2

EJERCICIO DE CLASE

= 0.000243 x L x D x % Ef2

Salida de la bomba

Calcular la salida de la bomba de lodo Duplex con diámetro de camisa de 6 pulg y recorrido del piston de 12 pulg.Diámetro del Rod Piston : 2 Pulgadas y una Eficiencia volumétrica del 90%

= 0.000162 x L x (2 x D - d ) x % Ef2Salida de

la bomba2

Salida = 0.000162 x ___ x (2 x ____ - ____ ) x 0.90 = ______ Bls / stk 2 2

27

15. Strokes o Golpes de la Bomba

El volumen de lodo que la bomba desplaza es equivalente al numero de carreras , recorridos o emboladas que hace el pistón a través de la camisa. Teóricamente La cantidad de strokes (Stks) se determina dividiendo el volumen ( V ) a desplazar entre la Salida de la bomba. O mediante instrumentos instalados en la bomba de lodo, el cual determina la cantidad de strokes en la unidad de tiempo (Strokes Por Minuto, SPM ).

STROKES = Salida Bomba

V V : Volumen de fluido a desplazar ( Bls )Salida : Barriles / strokeEc. 8

Ejemplo : Una Bomba tiene una salida de 0.105 Bls / stroke . Cuantos Estrokes se necesitaran para bombear una píldora de 90 barriles ?

STROKES = Salida Bomba

V STROKES = 90 Bls = 857 Stks

0.105 Bls / Stks

Ejemplo : Cuantos estrokes se necesitan para llenar la sarta de tubería , si su volumen interno es de 125 Bls . La salida de la bomba del equipo es de 0.0646 Bls / stroke .?

STROKES = __________ Bls = _______ Stks

Bls / Stks

28

16. Tiempo de Desplazamiento

El volumen de lodo que la bomba desplaza requiere de un tiempo para llegar a su destino, ya sea para ubicar una pildora en fondo ( desde superficie hasta la broca ) o para circular fondos arriba (sacar el lodo desde la broca hasta superficie). Este tiempo depende de la velocidad o tasa de la bomba, dado en Strokes Por Minuto (SPM) y de la cantidad de Strokes que representan el volumen de lodo a desplazar. Se calcula mediante la siguiente ecuación :

TIEMPO = SPM

Strokes TIEMPO : MinutosSPM : Stroke / MinutoEc. 9

Ejemplo : Si la velocidad de la bomba es de 50 Stks / Minuto (SPM) . Cuantos minutos demoraría bombear 100 Barriles al interior de la sarta , si la salida de la bomba es de 0.0845 Bls / stroke .?

STROKES = Salida Bomba

V STROKES = 100 Bls = ______ Stks

0.0845 Bls / Stks

PASO 1 : Calculo el número de strokes que representan el volumen de 100 Bls

PASO 2 : Calculo el tiempo

TIEMPO = SPM

Strokes TIEMPO = Stks = ______ min

50 Stk / min

29

EJERCICIO DE CLASE

INFORMACION DEL POZO

1500 Pies

CasingOD : 13 3/8” ID : 12.615”

Dill Pipe:OD : 5”ID : 4.276”

BotellasOD : 8”ID : 2 13/16 “

Broca de12 1/4”

4000 Pies

4500 Pies

Superficie

Volumenes InternosDrill Pipe :Volumen = 0.01776 (Bls/pie) x ________ (Pies) = ________ ( Barriles )Drill Collar :Volumen = 0.00768 (Bls/pie) x ________ (Pies) = ________ ( Barriles )

Volumen Interno sarta ……………………………………. _________ (Bls)

Volúmenes AnularesHueco - Drill Collar :Volumen = 0.0836 (Bls/pie) x ________ (Pies) = ________ ( Barriles )

Hueco - Drill Collar :Volumen = 0.1215 (Bls/pie) x ________ (Pies) = ________ ( Barriles )

Casing - Drill Pipe :Volumen = 0.1303 (Bls/pie) x ________ (Pies) = ________ ( Barriles )

Volumen anular = _______ + ________ + _______ =____ ( Barriles )

INFORMACION DE LA BOMBA : SALIDA : 0.0646 Bls/Stk , SPM : 60

strokes hasta la broca = _____ (Bls ) / ______ (Bls/stk) =______ Stks

Tiempo = _________ (stks) / ___________(stk /min) = _________(min)

strokes fondos arriba = _____ (Bls ) / ______ (Bls/stk) =______ Stks

Tiempo = _________ (stks) / ___________(stk /min) = _________(min)

30

Cada vez que realizamos maniobra de tubería hacia dentro o hacia fuera del pozo, desplazamos lodo o requerimos llenar el pozo con un volumen de lodo equivalente alvolumen de acero. Para calcular el volumen de lodo desplazado por la tubería usaremosla siguiente ecuación:

OD Desplazamiento = (OD - ID ) / 1029,4

2 2

ID Para hallar el desplazamiento total de lodo en barriles, se debe multiplicar el desplazamientounitario por la longitud de tubería (pies) . La ecuación quedaría:

unitario

Desplazamiento total = Desplazamiento x Longitud(Barriles)

17. Desplazamiento de la Tubería

OD = Diámetro Externo de la tubería (Pulg.)

ID = Diámetro Interno de la tubería (Pulg.)

Desplazamiento unitario = Barriles / Pie de tubería

Ec. 10

unitarioEc. 11

31

Ejemplo: Cual será el volumen de lodo a recibir en tanques al viajar dentrodel pozo con 5000 pies de tubería de perforación punta abierta de OD: 5” , ID: 4 276” ,peso unitario 19.5 Libras/pie. Sin considerar el espesor de los Tool Joint

Desplazamiento = (5 - 4.276 ) / 1029,4 = 0.00652 Barriles / pie 2 2

unitario

Desplazamiento total = Desplazamiento unitario x Longitud de tubería

Desplazamiento total = 0.00652 Bls/ pie x 5000 pies = 32.62 Barriles

El volumen de lodo deberá aumentar en aproximadamente 33 Barriles

Nota: Otra aplicación es el cálculo del volumen de lodo que necesito para llenar el anular

del pozo cuando tengo toda la sarta de tubería dentro del pozo y voy a viajar fuera de este.

En Pride El supervisor debe llevar un control exhaustivo de este volumen de lodo a través

del Formato OP-008 “Control del Tanque de Viaje ” (Ver Anexo 1)

EJEMPLO DE CLASE

Considerando el espesor de los Tool Joint :

De la Tabla No. 52 de la Pag. 101, columna 15, fila 4, en el Manual de WCS

el desplazamiento de la tubería es de 0.00784 Bls / Pie

Desplazamiento total = 0.00784 Bls/ pie x 5000 pies = 39.2 Barriles

32

Unidad de medida muy usada en los operaciones de campo. En el equipo se tiene sensoresque miden el peso de sarta, el peso sobre la broca cuando estamos perforando; o cuando se hacen movilizaciones las grúas tienen dispositivos que dan una medida del peso de la cargaen el aire . La unidad de campo más usada son : Libras ( lbs ) y Toneladas (Ton)

1 Tonelada equivale a 2240 Libras

Peso de la sarta en el aire : Los fabricante de tubería emiten tablas para cada tipo.Donde especifican el OD , ID, y peso unitario . El peso unitario indica el peso del acero por cada pie de tubular. Por lo tanto si deseamos calcular el peso de la tubería, se debe multiplicar esta por la longitud. Usando la siguiente ecuación

18. Peso de la Sarta

Peso total de la sarta en el aire = Peso Unitario x Longitud de tubería ( Libras) (Lbs/pie) (pies)

Ejemplo : Evaluar el Peso de 5,000 pies de DP de 5” Grado S.135 , de 19.5 Lbs/pie

Peso Total = 19.5 Lbs/pie x 5,000 pies = 97,500 Libras

Ec. 12

33

Peso de la sarta dentro del lodo : Cada vez que sumergimos un tubular o cualquierobjeto dentro de un fluido, su peso se disminuye como consecuencia de la resistencia queejerce el fluido al objeto ( como un empuje en dirección inversa ). Dicho empuje dependedel tipo de fluido. Si el fluido es más denso el empuje será mayor. Para evaluar el factor oporcentaje de disminución ingresamos un nuevo concepto llamado “Factor de Boyancia ”(F.B.) o Factor de Flotación. Este factor se determina mediante la siguiente ecuación:

F.B. = ( 65.5 - MW ) / 65.5

Donde : MW : Peso del Lodo en Libras por Galón (lbs/gal)

Ec. 13

Peso total de la sarta en lodo = Peso Unitario x Longitud de tuberia x F.B. ( Libras) (Lbs/pie) (pies)

Ec. 1434

Ejemplo : Evaluar el Peso de 5000 pies de DP de 5” Grado S.135 , de 19.5 Lbs/pie que esta dentro del pozo con un lodo de 9.5 lb/gal

Paso 1: Calculo del Factor de Boyancia

F.B. = ( 65.5 - 9.5 ) / 65.5 = 0.855

Paso 2 : Peso total en el lodo:

Peso Total = 19.5 Lbs/pie x 5000 pies x 0.855 = 83363 Libras

Si comparamos con el ejemplo anterior el peso de la sarta se disminuye en 14137 libras

EJEMPLO DE CLASE

35

Cual será el peso que mostrará el Indicador de Peso (“Martin Decker”) si tenemos lasiguiente sarta en un pozo vertical lleno de lodo de peso 8.5 lbs/gal. El peso del BloqueViajero es de 30,000 Libras.

Tipo de Tubería Juntas Longitud Peso Unitario (Pies) (Libra/pie)Botella (DC) 6 1/2” 9 30.85 80HWDP de 5” 25 31.50 43DP 5” 128 31.70 19.5

EJERCICIO DE CLASE

36

Se define como el peso de un fluido por la unidad de volumen, en campo la unidad demedida más usada es la libra (lb) por galón (gl) … Libra / Gal (lpg) . En inglesPoundal Per Galon (PPG). En campo se usa una balanza para hallar el peso del lodo

Español Ingles Sigla Unidad

Peso de lodo Mud Weight MW lpg o PPG

Para aumentar el peso de lodo, se usa el Sulfato de Bario (Barita).

Barita requerida para aumentar el peso del lodo : Usando la siguiente ecuaciónpodemos determinar cuantas libras de barita se deben agregar a cada barril de lodo conpeso inicial.Paso 1 :

1470 x ( MW2 - MW1 )

( 35 - MW2 )

Donde :

MW2 Peso del lodo deseado (PPG)

MW1 Peso del lodo Inicial (PPG)

19. Densidad

Ec. 15

37

Cuantos sacos de Barita de 50 (Lbs / saco) necesito adicionar al volumen de lodo activo 500 Bls para aumentar el peso de lodo de 8.5 PPG a 9.2 PPG

Paso 1 : Cantidad de Barita por cada Barril de lodo1470 x ( MW2 - MW1 )

( 35 - MW2 )=

1470 x ( 9.2 - 8.5 )

( 35 - 9.2 )= 40 Lbs / Bls

Paso 2 : Cantidad de Barita para el volumen total de lodo activo 40 (lb/Bls) x 500 Bls = 20000 lbs de barita

EJEMPLO DE CLASE

Ec. 16 Ec. 17

Paso 2 : Cantidad de Barita paratodo el volumen de lodo activo

Paso 3 : Sacos de Barita paratodo el volumen de lodo activo

Cantidad = Lls barita x Volumende Barita por Bls Activo

Sacos = Cantidad / Peso Unitariode Barita de Barita del saco

( Lbs) (Lbs / Bls) ( Bls) ( Lbs) ( Lbs / saco) ( sacos)

Paso 3 : Sacos de Barita 20000 (lbs) / 50 (lbs/saco) = 400 sacos de barita

38

Barriles de agua requerido para bajar el peso del lodo : Usando la siguiente ecuación podemos determinar cuantas barriles de agua se deben agregar al volumen activo de lodo conociendo el peso de lodo inicial y el final

Volumen Activo de lodo x ( MW1- MW2 )

( MW2- 8.33 )

Donde : Volumen Activo de lodo ( Barriles)MW2 Peso del lodo deseado (PPG)MW1 Peso del lodo Inicial (PPG)

Ec. 18

Ejemplo : Cuantos Barriles de Agua se requieren para bajar la densidad de lodo de 9.5 PPGa 9.2 PPG, si tenemos un volumen activo de lodo de 400 Barriles

400 x ( 9.5 - 9.2 )

( 9.2- 8.33 )= 138 Bls de agua

39

Gradiente de un Fluido Es un concepto muy usado en campo, y consiste enexpresar la densidad de lodo en unidad de presión por cada pie de columna de lodo.Se determina por medio de la siguiente ecuación :

Gf = 0.052 x MWDonde : Gf : Gradiente del fluido ( Psi / pie) MW : Peso del lodo (PPG)

20. Gradiente de un fluido

Ec. 19

Ejemplo : Cual es el gradiente de un lodo que tiene 10.5 PPG

Gf = 0.052 x MW

Gf = 0.052 x 10.5 = 0.546 Psi /pie

Ejercicio : Cual es el gradiente para los siguientes lodos

8.5 x 0.052 = ________ Psi / Pie9.0 x 0.052 = ________ Psi / Pie12.0 x 0.052 = ________ Psi / Pie14.0 x 0.052 = ________ Psi / Pie

40

Es muy fácil, conociendo el gradiente de un fluido, establecer que tipo de fluido es.A continuación los rangos de gradientes para diferentes tipos de fluidos:

Tipo de Fluido Gradiente

GAS 0.052 - 0.156

ACEITE 0.208 - 0.312

AGUA SALADA 0.364 - 0.468

( Psi/ft )

Tipos de Fluidos

41

Es la fuerza ejercida por una columna de fluido en reposo Sobre el fondo del pozo. Depende del peso del fluido o densidad (MW) y de la longitudvertical de la columna de lodo (¨PV). Ayuda a mantener las paredes del pozo y ademásevita que los fluidos (crudo, agua o gas) invadan el pozo. Es definida por la siguiente ecuación:

Ph = 0.052 x MW x PV

Donde : Ph : Presión hidrostática , (Psi)MW : Peso de Lodo , Lbs / gal (ppg)PV : Profundidad Vertical de la columna de lodo , Pies (ft)

Ejemplo : Calcule la presión hidrostática ejercida por una columna de lodo en un pozo conprofundidad vertical de 5500 pies (ft) , peso del lodo es 8.9 lbs/gal (ppg)

Ph = 0.052 x 8.9 x 5500

Ph = 2545 Psi

21. Presión Hidrostática de un fluido

Ec. 20

42

Densidad8.33 lb/gal

0 Pies

1000 Pies

2000 Pies

Ph = 0.052 x 8.33 x 0 Pies = 0 Psi

Ph = 0.052 x 8.33 x 1000 Pies = 433 Psi

Ph = 0.052 x 8.33 x 2000 Pies = 866 Psi

A Mayor Profundidad , Mayor es la presión hidrostática

Variación de la Presión Hidrostática con la profundidad

43

Variación de la presión hidrostática con la densidad

Densidad8.63 lb/gal

0 Pies

1000 Pies

2000 Pies

Ph = ______ Psi

A Mayor densidad , Mayor es la presión hidrostática

Ph = ______ Psi

Ph = ______ Psi

Densidad12 lb/gal

Ph = ______ Psi

Ph = ______ Psi

Ph = ______ Psi

EJERCICIO DE CLASE

44

Continuación….

Durante la perforación nos referimos a dos tipos de profundidades. La ProfundidadVertical ( PV ) que es una línea imaginaria directamente debajo del equipo yla Profundidad Medida (PM) que es la longitud medida desde la mesa rotaria hastaLa broca (Ver tally de tubería)

Español Siglas Ingles Siglas

Profundidad Vertical Verdadera P.V.V True Vertical Depth T.V.D.

Profundidad Medida P.M. Measured Depth M.D.

MD MD MD

TVD TVD TVD

UTILICE

TVD PARA CALCULOS DE PRESION

MD PARA CALCULOS DE VOLUMEN

45

EJERCICIO EN CLASE

Cual será la presión hidrostática en un pozo cuya densidad de lodo es 9.25 lp/galLa Profundidad Medida (PM o MD) es 6750 pies y la Profundidad Vertical (PV o TVD)Es de 6130 pies

MD = 6750 pies

TVD = 6130 pies

0 pies PH = 0.052 X _______ LPG X __________ pies

PH = _________ psi

46

Continuación….

La ecuación de la presión hidrostática también puede estar definida en función delGradiente del fluido (Gf) , quedando:

Ph = Gf x PV

Donde : Ph : Presión hidrostática , (Psi)Gf : Gradiente del fluido (lodo, agua, gas) , Psi / ft (ppg)PV : Profundidad Vertical de la columna de lodo , Pies (ft)

Ejemplo : Calcule la presión hidrostática ejercida por una columna de agua en un pozo conprofundidad vertical de 5500 pies (ft) , Gradiente del agua es 0.439 lbs/gal (ppg)

Ph = 0.439 x 5500

Ph = 2414 Psi

Ec. 21

47

DIAMETRO DE CAMISA

LONGITUD STROKE

LONGITUD STROKE

LONGITUD STROKE

LONGITUD STROKE

LONGITUD STROKE

LONGITUD STROKE

LONGITUD STROKE

LONGITUD STROKE

LONGITUD STROKE

LONGITUD STROKE

( PULGADAS ) ( PULGADAS ) ( PULGADAS ) ( PULGADAS ) ( PULGADAS ) ( PULGADAS ) ( PULGADAS ) ( PULGADAS ) ( PULGADAS ) ( PULGADAS ) ( PULGADAS )

7 7 1/2 8 8 1/2 9 9 1/4 9 1/2 10 11 12

3 0.0153 0.0164 0.0175 0.0186 0.0197 0.0202 0.0208 0.0219 0.0240 0.02623 1/4 0.0180 0.0192 0.0205 0.0218 0.0231 0.0237 0.0244 0.0256 0.0282 0.03083 1/2 0.0208 0.0223 0.0238 0.0253 0.0268 0.0275 0.0283 0.0297 0.0327 0.03573 3/4 0.0239 0.0256 0.0273 0.0290 0.0307 0.0316 0.0324 0.0341 0.0376 0.0410

4 0.0272 0.0291 0.0311 0.0330 0.0350 0.0359 0.0369 0.0388 0.0427 0.04664 1/4 0.0307 0.0329 0.0351 0.0373 0.0395 0.0406 0.0417 0.0439 0.0482 0.05264 1/2 0.0344 0.0369 0.0393 0.0418 0.0443 0.0455 0.0467 0.0492 0.0541 0.05904 3/4 0.0383 0.0411 0.0438 0.0466 0.0493 0.0507 0.0520 0.0548 0.0603 0.0657

5 0.0425 0.0455 0.0486 0.0516 0.0546 0.0561 0.0577 0.0607 0.0668 0.07285 1/4 0.0468 0.0502 0.0535 0.0569 0.0602 0.0619 0.0636 0.0669 0.0736 0.08035 1/2 0.0514 0.0551 0.0588 0.0624 0.0661 0.0679 0.0698 0.0734 0.0808 0.08815 3/4 0.0562 0.0602 0.0642 0.0682 0.0722 0.0743 0.0763 0.0803 0.0883 0.0963

6 0.0612 0.0656 0.0699 0.0743 0.0787 0.0809 0.0830 0.0874 0.0961 0.10496 1/4 0.0664 0.0711 0.0759 0.0806 0.0854 0.0877 0.0901 0.0948 0.1043 0.11386 1/2 0.0718 0.0769 0.0821 0.0872 0.0923 0.0949 0.0975 0.1026 0.1128 0.12316 3/4 0.0774 0.0830 0.0885 0.0940 0.0996 0.1023 0.1051 0.1106 0.1217 0.1328

7 0.0833 0.0892 0.0952 0.1011 0.1071 0.1100 0.1130 0.1190 0.1309 0.1428

Salida Bomba = L : Recorrido del Piston (Pulgadas)(Bls/stk) D : Diámetro de la Camisa (Pulgadas)

E : % Eficiciencia

( 0.000243 x L x D x D x % E )

( Eficiencia 100% )

Desplazamiento expresado en barriles por stroke (bps)

DIAMETRO DE

CAMISA

LONG. STK

VARRILLA

LONG. STK

VARRILLA

LONG. STK

VARRILLA

LONG. STK

VARRILLA

LONG. STK

VARRILLA

LONG. STK

VARRILLA

( PULG ) ( PULG ) ( PULG ) ( PULG ) ( PULG ) ( PULG ) ( PULG )

12 14 15 16 18 202 2 2 1/4 2 1/4 2 1/2 2 1/2

4 0.0490 0.0571 ……………. ……………. ……………. …………….4 1/4 0.0562 0.0655 ……………. ……………. ……………. …………….4 1/2 0.0638 0.0745 0.0775 0.0826 0.0898 0.09984 3/4 0.0719 0.0839 0.0876 0.0934 0.1020 0.1133

5 0.0804 0.0938 0.0982 0.1048 0.1147 0.12755 1/4 0.0894 0.1043 0.1094 0.1167 0.1282 0.14245 1/2 0.0988 0.1153 0.1212 0.1292 0.1423 0.15815 3/4 0.1086 0.1267 0.1335 0.1424 0.1570 0.1745

6 0.1189 0.1387 0.1463 0.1561 0.1724 0.19166 1/4 0.1296 0.1512 0.1597 0.1703 0.1885 0.20956 1/2 0.1408 0.1642 0.1736 0.1852 0.2052 0.22806 3/4 0.1523 0.1777 0.1881 0.2006 0.2226 0.2473

7 0.1644 0.1918 0.2031 0.2167 0.2406 0.26747 1/4 0.1768 0.2063 0.2187 0.2333 0.2593 0.28817 1/2 ……………. ……………. 0.2348 0.2505 0.2787 0.30967 3/4 ……………. ……………. 0.2515 0.2683 0.2987 0.3319

L : Recorrido del Piston (Pulgadas)Salida Bomba = D : Diámetro de la Camisa (Pulgadas)

(Bls/stk) d : diámetro de la varilla (Pulgadas) E : % Eficiciencia

DESPLAZAMIENTO DE BOMBA DUPLEX DOBLE ACCION

( Eficiencia Volumétrica 90% )

Desplazamiento expresado en barriles por stroke (bps) deducida la varilla

( 0.0001619 x ((2 x D x D) - (d x d ) x L x % E )