Direcciòn TALLER DISEÑO DE REVESTIMIENTO

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- Diseñar por estallido: para todas las sartas de tubería de revestimiento, una carga de estallido ocurre cuando la presión interna del casing es mayor que la presión externa. El criterio de estallido para el diseño de la tubería de revestimiento, normalmente se basa en la presión de formación resultante de una patada durante la perforación de la siguiente sección del pozo.

[pic 8]

Para hallar la presión externa del casing, a pesar de que éste ya este sementado en el evento de una arremetida durante la perforación de la siguiente fase, no se utiliza la densidad del cemento para hallar la presión externa. El método a utilizar para el cálculo de la presión externa asume la densidad de agua saturada de sal debido a una degradación del lodo que queda dentro del cemento y del cemento (0,465 psi/pie). De esta manera, la presión externa se calcula de la siguiente manera:

[pic 9]

Para los cálculos de presión interna del revestimiento ante la eventualidad de una arremetida de gas existen dos criterios a tener en cuenta:

- Kick ilimitado :

[pic 10]

(En superficie no se tiene presión externa)

[pic 11]

Teniendo en cuenta la presión externa y aplicando la formula general de estallido se tiene:

[pic 12]

- Kick Limitado (Real)

Depende del kick tolerance.

Para este taller se asume que el influjo de fluidos desplazará totalmente al lodo de perforación, teniendo en cuenta así los efectos de estallido de la presión de formación dentro de la tubería de revestimiento, a pesar de que ésta situación no se da realmente. Un estallido de revestimiento puede darse también durante la etapa de producción del pozo.

Al igual que en el diseño por colapso, en el diseño por estallido también se debe tener en cuenta un factor de diseño o de seguridad. Para el caso del Diseño por estallido, el factor de seguridad varía entre 1 y 1,1. Para este caso, el factor de diseño por estallido será de 1,1 para todas las fases.

Teniendo en cuenta lo anterior, la Presión de estallido teniendo en cuenta el FS será:

[pic 13]

Después de hallar la presión por estallido, buscamos en la tabla el tipo de revestimiento que soportará dicha presión, de la misma manera que lo hicimos para colapso. Hay que tener en cuenta que debe verificarse que cumpla tanto por estallido como por colapso.

- Diseñar por tensión Al haber seleccionado la tubería de revestimiento que cumple por colapso y por estallido, se debe verificar que dicha tubería satisfaga los requisitos de diseño por tensión, asumiendo que la tubería de revestimiento está sujeta en la superficie pero libre para moverse en el zapato. Es decir, el esfuerzo de tensión está asociado al peso de la sarta de revestimiento y a la sobretensión que se debe aplicar cuando se presentan dificultades para bajar revestimiento.

Para diseñar por tensión se debe realizar el siguiente procedimiento:

- Calcular el factor de boyanza. El factor de boyanza o de flotación está relacionado con el empuje que ejerce el lodo de perforación contenido en el pozo sobre la tubería de revestimiento. De tal manera que el peso de la tubería de revestimiento dentro del pozo (Peso boyado) será menor que el peso de la misma tubería de revestimiento en el aire. El factor de boyanza se calcula con la densidad del acero y la densidad del lodo de perforación de la fase, así:

[pic 14]

La densidad del acero es 65,4 ppg, por lo tanto:

[pic 15]

- Calcular el peso boyado de la tubería de revestimiento

Al haber seleccionado la tubería de revestimiento que cumple los requisitos del diseño por colapso y por estallido, se tiene en cuenta su peso para el diseño por tensión. De tal manera que su peso boyado se calcula asi:

[pic 16]

(El peso de la tubería por unidad de longitud se obtiene de las tablas del fabricante y la longitud es la profundidad del zapato)

- Tener en cuenta el máximo arrastre o máxima tensión. Hace referencia a la máxima tensión esperada y se obtiene del análisis de los pozos de correlación. Para el desarrollo del taller, se va a utilizar un valor de máximo arrastre igual a 300.000 lbs.

- Tener en cuenta el factor de diseño al igual que en las dos oportunidades anteriores, se debe tener en cuanta un factor de seguridad o diseño. Para el diseño por tensión el rango se encuentra entre 1,6 y 1,8. Para el taller se va a utilizar un FS igual a 1,8.

- Calcular la máxima tensión que se aplicará durante la bajada de revestimiento, así:

[pic 17]

(Si existe más de un tipo de tubería que cumpla por colapso y estallido, se calcula el peso boyado de cada tipo teniendo en cuenta el peso de la tubería por unidad de longitud de cada uno de ellos y con cada peso boyado se calcula una máxima tensión.)

Una vez se tenga la máxima tensión que se aplicará durante la bajada de revestimiento, se compara dicho valor con el valor de máxima tensión leído de la tabla del fabricante (tabla #3) y se verifica que el tipo de tubería de revestimiento soporte dicha carga.

En caso de que más de un tipo de tubería cumpla con todos los requerimientos dados en el diseño por colapso, por estallido y por tensión, se elige la tubería que presente menor peso por unidad de longitud, debido a que será la opción más económica.