Alumno: Manuel Hernandez

Catedrático: Carlos Guillermo Barrera Aburto

Materia: Predicción y comportamiento de Pozos

Instituto: Universidad del Atlántico

El punto libre en una Sarta es conocida como la profundidad a partir de donde estalibre la tubería durante un atascamiento de la tubería y esta puede ser definida ya seapor medio de una herramienta (Registro) y/o por medio de un calculo practico.

Intensidad del esfuerzo “S” Esfuerzo por unidad de área debido a una fuerza “F” , produciendo tensión, compresión o corte sobre un área “A”

𝑆 = 𝐹/ALimite ElásticoEsfuerzo por debajo del punto elástico

Punto Cedente Esfuerzo por encima del cual ocurre la deformación plástica permanente con poco o ningún incremento de esfuerzo.

Ultimo EsfuerzoEsfuerzo máximo que puede ser producido antes que se produzca una ruptura Tensión

DeformaciónElongación por una unidad de una barra o tubo

La tubería colgada verticalmente de un bloque, estará tensionado por su peso

Al Tensionar la tubería pegada, la sección se estira una cantidad (ΔL) en la superficie, que es

proporcional a la tensión adicional (ΔP jalón)

P = TensiónL = Longitud ΔL = Estiramiento por peso de tuberíaΔL/L = Estiramiento generado jalónP/A = Tensión/Área Jalón/A = Esfuerzo generado por jalón

La Flexibilidad en la Superficie esta dada por

Δ𝑳 =Δ𝑷×𝑳×𝟏𝟐

𝑨×𝑬Donde: ΔP = Tensión Adicional (Jalón), Lbs

L = Longitud (Pies)A = Área Transversal In²E = Modulo de elasticidad en Tensión, PSI

Para estimar la longitud de la tubería libre, laformula de flexibilidad puede ser derivada de lasiguiente formula

Donde: L Libre = Long. De tubería libre (PiesΔ L = Flexibilidad (Plg)

A = Área Transversal (Plg²)E = Modulo de elasticidad en Tensión, PSIΔP= Tensión Adicional (Jalón), Lbs

Tener a la Mano la siguiente información I. Datos de la sarta (Diámetros y peso )II. Factor de flotación III. Peso del Bloque viajeroIV. Peso de la Sarta antes de la pega

Realizar el peso de la Sarta de tubería Flotada Donde

Tf = Tubería Flotada P.TP = Peso de TP. En el aire Ff = Factor de flotación

Calcular el margen de la sobre tensión máxima sobre la sarta (Jalon Max. – Peso de la sarta en el lodo)

Sumar el peso de la Sarta y el de la polea.

Ff= 1 −𝐷𝑙

7.85

Tf= (𝑃. 𝑇𝑃)(𝐹𝑓)

Los valores de tensión recomendados para la tubería de producción y de perforación sepresentan en la tabla.

35,000 – 40,000Perforación4 ½

30,000 – 35,000Perforación3 ½

20,000 – 25,000Perforación2 7/8

28,000 – 42,000 Producción4 ½

20,000 – 30,000Producción3 ½

14,000 – 20,000Producción2 7/8

10,000 – 15,000Producción2 3/8

Tensión Recomendada

(lbs)

Tipo de

Tubería

Diámetro

(pg)

Tensión adicional recomendada para pruebas de elongación.

Levantar la Sarta hasta que el indicador de peso muestre una tensión de T1 =peso de sarta + un 10% de la máxima sobre tensión que se puede aplicar de manera segura

Realizar una marca en la mesa rotaria nivel de la Kelly incrementar la tensión al peso de la sarta + 20% de la máxima sobretensión.

Retornar y realizar un levantamiento el peso de la sarta +10% de la sobretensión máxima

Dibujar una segunda marca en el Kelly bushing. Esta segunda marca puede ser diferente de la primera, debido a la tensión de la sarta en el agujero

Dibujar de Datum, A entre medio de ambas líneas

Procede como se realizo anterior mente, aplicando la tensión T2= peso de la sarta + 30% del margen de jalón permitido y realizar una marca al nivel de Kelly

Incrementar la tensión al peso de la sarta +40% de la sobretensión máxima.

incrementar la tensión al peso de la sarta +40% de la sobre tensión máxima

Retornar y levantar el peso de la sarta +30% de la sobretensión máxima permitida

Dibujar una línea de Datum B, en medio de ambas marcas

Medir las distancias entre ambas líneas Datum

Aplicar la formula para la tubería libre con los Datos optenidos

𝐿 =136.2 × 𝐴𝑡 × 𝑒

𝑇En donde:L = Longitud hasta el punto de atrapamiento, (mts.)136.2 = Constante.At = Área transversal del tubo, (pg

2)

e = Elongación de la tubería, (cms.)T = Tensión (Ton.)

𝐿 =136.2 ×15.32 ×12

17= 1472.88 mts.

EjemploEn donde:L = ? At = 15.32 pg

2

e = 12 cmT = 17 ton.

Me todo No. 1 de estimación de punto librePara obtener el punto libre estimado, calcule el peso de la sarta, incluyendo la polea viajera.Levante la tubería hasta ese peso. Coloque una marca sobre la tubería al nivel de la mesarotaria. Luego calcule el número de Ton. extras de tensión tomadas de la Tabla siguiente:

Tipo Diámetro (pg) Peso (lb/pie) Sobretensión (Ton)

2 3/8 4.7 5

2 3/8 5.3 6

2 3/8 5.95 6.5

2 7/8 6.5 7

2 7/8 7.9 8.5

2 7/8 8.7 9.5

3 1/2 9.3 10

3 1/2 10.3 11.5

3 1/2 12.95 14

4 11 12

4 13.4 14.5

4 1/2 12.75 14

4 1/2 15.5 17

4 1/2 19.2 21

2 3/8 6.65 7.5

2 7/8 10.4 11.5

3 1/2 13.3 15

4 1/2 16.6 18

5 19.5 21.5

5 15 16.5

5 1/2 17 19

6 5/8 24 26.5

7 35 38.5

7 5/8 29.7 33

8 5/8 40 44

10 3/4 45.5 50

Tubería de

Produccion

Tubería de

Perforacion

TR's

Sobre tensión calculada para obtener 31/2” de elongación por cada 305 mts.

En base a la elongación resultante,calcular la profundidad del punto libre,

𝑒 =𝐿 × 𝑇

136.2 × 𝐴𝑡

Tener los datos de la primera tubería (superficial): diámetro exterior e interior en pulgadas yclase.

Calcular el área transversal de la primera sección:

At = 0.7853981 (D² – d²) Tubería nueva At = 0.7853981 (0.8 x D + 0.2 x d)² – d² Tubería Premium At = 0.7853981 (0.7 x D + 0.3 x d)² – d² Tubería clase 2

Tener los datos del área transversal en pg2. La longitud de la primera sección (L) en mts. Y latensión (T) en ton. de la segunda operación (no considerar la adicional)

Calcular la elongación de la primera sección en cm.

Comparar esta elongación calculada con la real de la operación en el pozo.

En caso de que la elongación calculada sea mayor a ala real se deberá la formula y se terminael proceso.

𝐿 =136.2 × 𝐴𝑡 × 𝑒

𝑇

En dado caso de que sea menor se debe de restar la elongación real de la tubería laelongación calculada

Tener los datos de la 2° sección de tubería: Diámetro Exterior e interior en pulg. Y clase

Calcularla At (Área Transversal) en pulg²

Calcular la longitud libre de la segunda sección en mts. Con los datos del paso 7, 8 y laTensión (T) de la segunda operación

Por ultimo obteniendo el punto libre, sumando la longitud anterior calculada mas la longitudde la primera sección.

𝑨𝒕 =(𝑫2 − 𝒅2)

𝟎. 𝟕𝟖𝟓𝟒𝑨𝒕 =

(𝟗.𝟕𝟓²−𝟖.𝟐𝟓2)

𝟎.𝟕𝟖𝟓𝟒= 34.38 pul²

Esta herramienta trabaja con un sensor de tensión y uno de torque parala determinación del punto libre de una tubería de perforación pegada,lastra barrena, TF, o de un revestimiento

Esta Herramienta mide la resistencia a la torsión entre dos puntos deanclaje

Las anclas transmiten la deformación de la tubería a un sensor lineal

Toda la información del torque calculado por el programa proporciona elporcentaje libre en torque.

Toma de Datos Antes Que nada se debe de anclar la herramienta a 305 mts arriba delpunto libre calculado correlacionando con el CCL y tomar las lecturas detoque y tensión.

Este registro será muy valioso posteriormente para la selección del puntode desconexión de la tubería.

Para tomar de ambos parámetros, cada 3 conexiones comenzando 150mts. Antes de donde se sospecha esta pegada la tubería, Estableciendouna medida de lectura de la tubería libre.

Una vez que el punto de pega haya sido detectado, se debe de reducir losintervalo de medición a solo 30 pies o por cada conexión y se debe detomar unas pocas medidas a cada lado del punto de pega.

En esta perforación vertical, el punto de pega de latubería esta ubicado en una lastra barrena deperforación.

Las lecturas de Tensión y torque nos indican que elpunto de pega es originado en las misma lastrabarrena.

En las parte donde se encuentra un pequeño punto defricción con la pared del pozo, en el registro nosmuestra un pico de caída en ambas lecturas por de bajodel punto de pega.

Nota : La tubería es condenable como recuperablecuando las medidas de tensión y torque indican de un80 – 85% de lecturas libres.

Interpretación

Tubería pegada por precipitación diferencial

En estos casos la transmisión del torque o tensión sehace mas difícil.

Las lecturas descienden por debajo de la tubería B latubería debe de ser desconectada en cualquier puntode la tubería A o B

La tuebria debe de ser desconectada en la tuberíacercana al 80 – 80% de las lecturas de punto libre

Interpretación

Tubería extremadamente torcida

En estos casos la habilidad de obtener un torquenormal en una tubería doblada es bastante bajo

Las lecturas normales para esta sarta son leídas porencima dela tubería B

Por debajo del lastra barrenas B, las lecturas de tensión son normales pero las de torque descienden a medida que incrementa la profundidad.

Lecturas normales de torque pueden frecuentemente ser obtenidas por debajo del lastra barrenas B con la aplicación de una sobre tensión en la tubería.

La desconexión de la tubería se debe realizar en donde aún se aprecian lecturas de torque altos.

Interpretación

Una técnica ampliamente usada casos de pega de tuberías es la detonaciónde una carga explosiva (cordón detonante o vibración) en una junta detubería que se encuentra con torsión izquierda arriba del punto deatrapamiento. La vibración de la explosión afloja la unión, cuando se tienetorsión inversa se logra la desconexión.

Ya con el punto libre determinado se realiza un registro de coples con la cualelegiremos la junta en la cual realizaremos el String Shot (Recomendando untramo arriba de la zona de pega)

Nota: El trabajar con una sarta atrapada, junto con el manejo de torsión ytensión, representa un alto riesgo por lo que el personal debe de tomar estasoperaciones con la mayor precaución posible.

TuberíaDiám.

(pg)

0 – 1000

mts.

1000 – 2000

mts.

2000 – 3000

mts.

3000 – 4000

mts+ de 4000 mts.

Producción

2 3/8 80 80 80 160 160

2 7/8 80 80 160 160 240

3 ½ 80 80 160 160 240

Perforación

2 3/8 a

2 7/8

80 160 160 - 240 240 - 320 320 - 480

3 ½ a 4 160 240 240 - 320 320 - 480 400 - 640

4 ½ a 5 160 240 - 320 320 - 480 400 - 720 480 - 960

Lastra-

Barrenas

3 ½ a 4 160 - 320 160 - 400 240 - 560 340 - 640 320 - 720

4 1/8 a

5 ½160 - 320 240 - 480 320 - 640 320 - 800 400 - 960

5 ¾ a 7 240 - 480 320 - 640 400 - 800 480 - 960 560 - 1200

Para desenroscar la tubería en el punto deseado, se detona un paquete de cordón explosivofrente al cople.La cantidad de cordón explosivo depende principalmente de la profundidad (presiónhidrostática) y del diámetro de la tubería.

NOTA: En la tabla se considera una densidad máxima del fluido de control de 1.20 gr/cc.

Cuando la densidad del fluido del pozo es mayor que 1.60 gr/cc, se calculará la cantidad deexplosivo mediante la fórmula empírica siguiente:

Fórmula:

Donde:

CE = Cantidad de explosivo en granos/pie.Ngmin = Número de granos mínimo de la tabla.Ph = Presión hidrostática en lbs/pg2.

𝑪𝑬 =(𝑵𝒈𝒎𝒊𝒏 + 𝟎. 𝟏 × 𝑷𝒉)

𝟐

Ejemplo:Pozo en Villa Hermosa Tab.A 5000 mts.Con una lastra-Barrena 5 ¾Lodo de densidad: 1.80𝑁𝑔𝑚𝑖𝑛: 560 gr/ft

𝑪𝑬 =(𝟓𝟔𝟎𝒈𝒓/𝒇𝒕+𝟎.𝟏×𝟏𝟐,𝟕𝟗𝟖 )

𝟐= 919.3 gr/ft

𝑷𝑯 =(𝑫𝒍 × 𝑷𝒓𝒐𝒇)

𝟏𝟎

𝑷𝑯 =(𝟏.𝟖𝟎𝒈/𝒄𝒄×𝟓𝟎𝟎𝟎𝒎𝒕𝒔)

𝟏𝟎=900 gr/cc

PH= (900 Gr/cc) (14.22) =12,798 psi

Antes de efectuar un trabajo de string shot es recomendable tomar en cuenta lassiguientes consideraciones:

Mantener la tubería (cople por desconectar) en tensión.

Tubería previamente re-apretada.

Aplicar torque izquierdo a la tubería de tal manera que llegue al cople pordesconectar ( paseándola ).

Posicionar el cordón con la cantidad de explosivo adecuado.

Un factor muy importante es que teóricamente, la junta por desconectardebe encontrarse en una condición de punto neutro (sin tensión nicompresión). Sin embargo, la experiencia demuestra que es mejor tenerlaligeramente a tensión. Para determinar la cantidad de tensión aplicada a latubería se tiene que:

Calcular el peso flotado de la tubería hasta el punto de la desconexión (longitud mínimalibre)

adicionar un sobre jalón, se recomienda el 10% del peso calculado. Sin embargo, éstemétodo tiene el inconveniente de que la longitud mínima pudiera ser errónea debido a lafricción ocasionada por la tubería en los puntos de contacto con las paredes del pozo.

Otra alternativa tiene que ver con el peso marcado por el indicador antes de pegarse latubería, restar el peso flotado del pescado que se va a dejar en el pozo y agregar el 10%por sobretensión.

Tf= (𝑃. 𝑇𝑃)(𝐹𝑓)

El segundo factor para asegurar el éxito de la desconexión es reapretar latubería por etapas. Esto evita que se desconecte al momento de aplicar torsiónizquierda, por lo que se recomienda apretar la tubería con un 30% adicional altorque óptimo de apriete, o al que se usarán para la desconexión. El número devueltas a la derecha (apriete), depende del diámetro, peso y profundidad. Sinembargo, una regla de campo es aplicar una vuelta por cada 300 m, en tuberíasde perforación, mientras que en tuberías de producción se recomienda 1 ½vueltas.

El tercer factor en la desconexión de tuberías tiene que ver con la torsiónizquierda en la junta por desconectar. Cuando se tienen pozos desviados, éstahace difícil la transmisión de la torsión hasta la junta por desconectar. En éstoscasos se recomienda transmitir la torsión izq. por etapas. Una prácticarecomendable es aplicar 1/2 vuelta por cada 300 m. de longitud de tubería deperforación, y 1 vuelta para tuberías de producción.

a) Hacer una prueba de elongación y determinar la profundidad del punto libre.

b) Tomar un registro de punto libre. Ajustar pesos con base en resultados del registro.

c) Calcular la cantidad de cordón explosivo.

d) Determinar el número de vueltas para el apriete y la desconexión.

e) Reapretar por etapas la tubería.

f) Introducir la varilla con el cordón explosivo a 300 m.

g) Aplicar el torque izquierdo a la tubería y dejarla en el peso calculado para ladesconexión.

h) Registrar el torque aplicado.

i) Bajar el cordón explosivo hasta el punto que se va a desconectar y disparar.

j) Observar en el torquímetro algún cambio en la torsión registrada.

k) Tomar un registro de coples antes de sacar la varilla.

l) Levantar o bajar la tubería para comprobar la desconexión; en caso necesario,completarla con torsión izquierda.