miércoles, 18 de mayo de 2011

HIDRAULICA DE PERFORACION


HIDRÁULICA DE PERFORACION

                       La perforación de pozos petroleros requiere de una hidráulica que cumpla con los objetivos de mejorar la eficiencia de la barrena y proveer un eficiente acarreo de los recortes de formación a la superficie. El sistema hidráulico está integrado por el equipo superficial, la sarta de perforación, y el espacio anular. El cálculo hidráulico en este sistema define el diámetro óptimo de las toberas de la barrena, con el cual se obtendrá la potencia hidráulica del flujo del fluido de perforación que promueva la óptima remoción de recortes, incremento en la velocidad de penetración y en la vida de la barrena. En consecuencia, una reducción en el costo total de la perforación.

Uno de los aspectos mas estudiados sobre los factores que afectan  a la eficiencia de la perforación ha sido el efecto de la hidráulica de perforación.
No obstante la gran cantidad de estudios e investigaciones realizadas, aún existe una gran falta de entendimiento de los fundamentos; a la fecha existe aún desacuerdo entre los llamados expertos.
Posiblemente en lo que a perforación se refiere, la razón de la existencia de este desacuerdo se debe a que no existe una respuesta universalmente aceptada a las siguientes preguntas:
¡Qué cantidad de limpieza del fondo del agujero se requiere para una formación y área determinada?
¿Cuál es el método de diseño hidráulico que permitirá incrementar la limpieza de la barrena y del fondo del agujero?
¿Qué parámetro emplear para representar un cierto nivel de limpieza?

Es pertinente aclarar que el fluido de perforación, independientemente de la velocidad de éste a través de las toberas de la barrena, no destruye la roca consolidada significativamente en ningún grado.
Por lo tanto, en lo que a “hacer agujero” se refiere, la función de la hidráulica y fluido de perforación es únicamente eliminar los recortes del fondo del pozo y del agujero.
La remoción instantánea de los recortes debajo de la barrena es prácticamente imposible; sin embargo, la utilización apropiada de la energía hidráulica disponible puede minimizar la permanencia de los recortes en el fondo y evitar sean remolidos por la barrena y de esta forma incrementar la velocidad de penetración.  Por lo tanto, se puede establecer que la aplicación de la hidráulica no tiene como función perforar el agujero, sino acelerar la remoción de los recortes.
           Generalmente se ha aceptado el hecho de que se requiera de un gasto de flujo suficiente para limpiar la barrena y que la velocidad del fluido a través de las toberas sea la necesaria a fin de liberar los recortes debajo de la barrena, que son retenidos contra el fondo del pozo por efectos de la presión diferencial.  Por otra parte, se ha establecido que la velocidad del fluido debajo de la barrena tiene un mayor efecto sobre la velocidad de penetración que el gasto de flujo.
           En muchas formaciones suaves y medias es difícil determinar el límite de limpieza del fondo necesaria para obtener una mayor velocidad de penetración.  En muchos casos, la velocidad de penetración es tan alta que parece que el agujero está siendo excavado por la acción del fluido y la hidráulica.

ANÁLISIS DE LA HIDRÁULICA DE LA BARRENA (TREPANO).
La presente secuencia de cálculos ha sido diseñada con el fin de permitir al técnico analizar con rapidez y exactitud los diversos parámetros de la hidráulica de la barrena.  Se proporcionan ciertas Reglas básicas como lineamientos para que los principiantes interpreten los datos resultantes.  Debe recordarse que dichas “Reglas” no son absolutas y tampoco se aplican a todos los casos.  Cada vez que se excedan los valores máximos, existe la posibilidad de reducir la vida útil de la barrena.
                                                                 
                                                                  
∆PB(PERDIDA DE PRESIÓN EN LA BARRENA): Esta ecuación permite obtener la presión circulante total que se consume en la barrena.  Regla:  En general, cuando se utiliza entre el 50% y el 65% de la presión superficial en la barrena, se obtiene una hidráulica adecuada.
HHPB (CABALLAJE DE FUERZA HIDRÁULICA EN LA BARRENA): Calcula el total de caballos de fuerza hidráulica disponibles a lo largo de la cara de la barrena.  Los caballos de fuerza hidráulica son una medida del trabajo que se realiza al moverse el fluido.
HHPB/pulg2 (CABALLAJE HIDRÁULICO POR PULGADA CUADRADA DEL AREA DE LA BARRENA):  Convierte el total de caballos de fuerza hidráulica en la barrena a caballos de fuerza hidráulica disponibles por pulgada cuadrada de la cara de la barrena.  Regla: Un intervalo general de HHPB/PULG2 para la perforación optimizada es de 2.5 a 5.0.
VT (VELOCIDAD DE LAS TOBERAS DE LA BARRENA): Calcula la velocidad a la cual se mueve el fluido a través de las toberas de la barrena a la tasa existente de flujo. Regla: La velocidad de las toberas varía entre 250 y 450 pies/seg. Para la mayoría de las operaciones de perforación.
IF (FUERZA DE IMPACTO): Proporciona el total de la fuerza en libras que se ejerce en la cara de la formación al hacer circular el fluido a través de las toberas de la barrena. Regla: En la mayoría de las operaciones de perforación se maximiza la fuerza de impacto cuando el 50% de la presión superficial se consume en la barrena.
           IF/pulg2 (FUERZA DE IMPACTO POR PULGADA CUADRADA DEL AREA DE LA BARRENA): Convierte la fuerza total de impacto en la fuerza disponible por pulgada cuadrada del área de la cara de la barrena.
%lb/pulg2B (CABALLAJE HIDRÁULICO DE LA PERDIDA DE PRESIÓN EN LA BARRENA): Proporciona el porcentaje de la presión total superficial que se consume en la barrena.  Éste es el parámetro complementario a ∆PB en el paso 1.
HHP DEL SISTEMA (CABALLAJE HIDRÁULICO TOTAL DEL SISTEMA CIRCULANTE): Permite calcular el caballaje hidráulico total que se consume en el sistema circulante. Se utiliza como criterio de comparación de la eficiencia del programa hidráulico.

NOTA: El % del caballaje hidráulico en la barrena es igual a la pérdida de presión porcentual en la barrena.


1 comentario:

Loading...