Perforacion Vertical I Formulas

PERFORACION VERTICAL I. Ing. de Petróleos

CAPITULO 1

FORMULAS BASICAS.

34.621

33.81

ftlbmSG

ppgSG

Hydrostatic Pressure (Presión Hidrostática). Presión Hidrostática usando ppg y ft como unidades de trabajo.

Ph, [Psi] = densidad del lodo, ppg*0.052*TVD, ft

Ejemplo: Profundidad total verdadera=12000 ft Densidad del lodo = 13.5 ppg Ph, [psi] = 13.5 *0.052*12000

Ph = 8424 psi.

Si TVD = 1 ft entonces:

Ph = GRADIENTE DE PRESION. Gp.

Gradiente de presión,

ft

psi usando densidad del lodo en ppg.

GdP, [ft

psi] = densidad del lodo, ppg * 0.052 (1)

Ejemplo: Densidad del lodo = 12 ppg GdP=12*0.052

GdP=0.624 psi / ft


ft

psi usando densidad del lodo en

3ft

lbm

GdP,

ft

psi = densidad del lodo, ppg /144 (2)

Ejemplo: Densidad del lodo= 89.85

3ft

lbm

GdP =89.85 / 144

GdP= 0.624 psi / ft



ft

psi usando densidad del lodo en

gravedad especifica sg.

GdP,

ft

psi = densidad del lodo sg, * 0.433 (3)

Ejemplo: Densidad del lodo= 1 SG.

Gdp = 1*0.433

GdP= 0.433 psi/ft

Convertir gradiente de presión,

ft

psi a densidad del lodo en

ppg.

Despejo de (1) la densidad del lodo quedando.

052.0][, Gpppgm


ft

psi a densidad del lodo en

3ft

lbm .


144*][, Gpppgm


ft

psi a densidad del lodo en SG.


433.0][, Gpppgm

Hydrostatic Pressure (Presión Hidrostática).

Presión Hidrostática usando ppg y ft como unidades de trabajo.

Ph, [Psi] = densidad del lodo, ppg*0.052*TVD, ft (4)

Ejemplo: Profundidad total verdadera=12000 ft Densidad del lodo = 13.5 ppg


Ph, [psi] = 13.5 *0.052*12000

Ph = 8424 psi.

Presión Hidrostática usando

3ft

lbm y ft como unidades de

trabajo.

Ph, [Psi] = densidad del lodo,

3ft

lbm *TVD, ft / 144 (5)

Ejemplo: Profundidad total verdadera=7500 ft

Densidad del lodo = 90

3ft

lbm

Ph, [psi] =

14412000*90

Ph = 4687.5 psi.

Presión Hidrostática usando ppg y m como unidades de trabajo.

Ph, [Psi] = densidad del lodo, ppg*0.052*TVD, m*3.281 (6) Ejemplo: Profundidad total verdadera=3700 m Densidad del lodo = 12.2 ppg Ph, [psi] = 12.2 *0.052*3700*3.281

Ph = 7701 psi.

Convertir presión hidrostática, [psi] a densidad del lodo en ppg.


052.0*][,

TVDPhppgm

Convertir presión hidrostática, [psi] a densidad del lodo en ppg

usando m como unidad de trabajo.


281.3*052.0*][,

TVDPhppgm


Gravedad especifica a densidad del lodo en ppg.

Utilizo las equivalencias de a primera hoja que son estas

34.621

33.81

ftlbmSG

ppgSG

Ejemplo.

Convertir 1.8 SG a ppg

ppgsgppgsg 15

133.8*8.1

Gravedad especifica a densidad del lodo en

3ft

lbm .

Utilizo las equivalencias de a primera hoja que son estas

34.621

33.81

ftlbmSG

ppgSG

Ejemplo.

Convertir 1.92 SG a

3ft

lbm

38.119

14.862*92.1

ftlbm

sgSG

DENSIDAD EQUIVALENTE DE CIRCULACION (ECD).

][,*052.0,][ ppgmftTVDpsianularPperdppgECD

Ejemplo: Perdida de presión en el anular= 200 psi

Densidad del lodo ( m ) = 9.6 ppg

TVD = 10000 ft

.10

6.910000*052.0

200][

ppgECD

ppgECD

Máxima densidad del lodo permitida (mdlp) para prueba de goteo.

(leak off test)


][,sinPr*052.0

,][ ppgmftshoegcadelof

psigoteodePppgMdlp

Ejemplo: Presión de prueba de goteo= 1140 psi

Densidad del lodo ( m ) = 10 ppg

Profundidad de asentamiento del casing = 4000 ft

.48.15

104000*052.0

1140][

ppgECD

ppgMDLP

PUMP OUTPUT (OP) SALIDA DE BOMBA.

Bomba triplex.

stroke (stk)=embolada.

Formula 1.

instrokedelongincamisastkbblPO ,*),(*000243.0, 2

Ejemplo. Diámetro de camisa = 7”

Longitud del stroke = 12”

eficienciadestkbblPO

stkbblPO

%[email protected]

12*)7(*000243.0, 2

PO al 95 % de eficiencia es:

stkbblstk

bbl

13574.0%100

1248.0*%95

Formula 2.

utoporstkSPMstkdelongS

incamisadeDiametroDonde

SPMSgPO

min

,:

*00411.0*]*)7854.0*(*3[min

ln, 2

Ejemplo. Diámetro de camisa = 7”


SPM = 80


minln5.455

80*00411.0*]12*)7854.0*49(*3[min

ln,

gPO

gPO

Bomba DUPLEX.

Formula 1.

roddediamcamisadediamstkdelongS

Donde

SstkbblPO

'

2'2

:

]*2[**000612.0,

Ejemplo. Diámetro de camisa = 5 1/2”


Diametro del rod = 2”

eficdestkbblPO

stkbblPO

%[email protected]

]425.30*2[*14*000612.0,

PO al 85 % de eficiencia es:

stkbblstk

bbl

10892.0%100

1248142.0*%85

VELOCIDAD ANULAR.

Formula 1

Velocidad anular (Vann)

minft

ftbblAnCap

bblPOftVa

,

min,

min,

Ejemplo: Capacidad anular (AnCap)= 0.1261

ft

bbl

Salida de bomba (PO) = 12.6

minbbl


min92.99

min1261.06.12,

ftVann

ftVann

Formula 2


minft

lg,lg,sinint

minln

:

*5.24min

, 22

pcollarotubingdelextdiametropppozoogcadeldiametroh

gcaudalQ

DondephQftVann

Ejemplo: Salida de bomba (PO) = 530

minlng

Tamaño de hoyo = 12 ¼”

Tubería OD = 4 ½”

min100

min)25.20063.150()530*5.24(,

ftVann

ftVann

Formula 3


minft

lg,lg,sinint

:

4.1029*min

,

min, 22


Dondeph

bblPOftVann

Ejemplo: Salida de bomba (PO) = 12.6

minbbl




min100

min)25.20063.150()4.1029*6.12(,

ftVann

ftVann

Salida de bomba en

min

lng requerida para una velocidad anular

deseada,

min

ft

De la formula 2 despejo PO por lo que tenemos.

lg,lg,sinint

:5.24

)(min

,

minln,

22


Donde

phftVanngPO

Ejemplo: Velocidad anular deseada = 120

minft



minln8.635

min5.24)25.20063.150(*120,

gVann

ftPO

Strokes por minuto,minstk requeridos para una velocidad anular

dada.

stkblsPO

ftbblAnncapftVann

SPM,

,*min

,

Ejemplo. Velocidad anular = 120 min

ft

Capacidad anular = 0.1261 ft

bbl

Salida de bomba =0.136 stkbbl


3.111136.0

)1261.0*120(

SPM

SPM

Formulas de capacidad anular.

Capacidad anular entre casing o hueco y tubing, drill pipe. FORMULA 1.

4.1029

,22 ph

ftbblAnnCap

Ejemplo. Tamaño de pozo = 12 ¼” Drill pipe OD = 5”

ftbblAnnCap

ftbblAnnCap

12149.0

4.10292506.150,

FORMULA 2.

51.24

ln,22 ph

ftgAnnCap

Ejemplo. Tamaño de pozo = 12 ¼” Drill pipe OD = 5”

ftgAnnCap

ftbblAnnCap

ln1.5

51.242506.150,

Cantidad de ripios perforados por pie de pozo perforado. Bls de ripios perforados por pie de pozo perforado.

][)%1(*4.1029

2

BlshripiosdeCant

Ejemplo. Determine el número de barriles de ripios perforados por pie de un

pozo de 12 ¼” con 20% de porosidad.

][1166.0

)2.01(*4.1029

0625.150

BlsCdR

CdR

Pies cúbicos de ripios perforados por pie de pozo perforado.

][7854.0*)%1(*144

2

PChripiosdeCant

Ejemplo. Determine el número de Pies Cúbicos de ripios perforados por pie de

un pozo de 12 ¼” con 20% de porosidad.


][65477.0

7854.0*)2.01(*144

0625.150

3ftCdR

CdR

Total de sólidos generados.

..

:][*)1(**350

especificagravedadSGPorosidad

ftperforadaLongitudLft

bblpozodelCapCh

DondelbsSGLChTsg

Ejemplo. Determine el total de sólidos generados en libras de una perforación

de 100 ft de pozo 12 ¼” (0.1458 bbl/ft). Gravedad especifica de los ripios =

2.40 y porosidad del 20 %.

][76.9797][40.2*)2.01(*100*1458.0*350

lbsTsglbsTsg

CONTROL DE LA PERFORACION.

Máxima tasa de perforación hrft cuando se perfora grandes

diámetros de pozo (14 ¾ ” y mayores).

hrft

h

gcirculdetasappgentradalodoppgsalidalodoMtp 2

)min

ln,(*),,(*67

Ejemplo. Determine la máxima tasa de perforación necesaria para mantener la

densidad del lodo regresando a 9.7 ppg a la línea de flujo.

Datos: Densidad del lodo= 9 ppg Tasa de circulación = 530 gpm Tamaño de hueco= 17.5”

hrftMtp

Mtp

16.81

25.306)530(*)97.9(*67

Factor de flotación. Usando densidad del lodo en ppg.


5.65,1

5.65

,1

ppglodoff

aceroacero

ppglodoFf

Ejemplo: Determine el factor de flotación de un lodo de 15 ppg.

771.05.655.151

ff

Ff

Usando densidad del lodo en 3ftlb

489,1

489

,1

3

ppglodoff

aceroacero

ftlblodo

Ff

Ejemplo:

Determine el factor de flotación de un lodo de 120 3ftlb

755.04891201

ff

Ff

COSTO POR PIE.

F

CbDtTtCrCf

*

Donde:

Cf = costo de perforación por pie ($/pie)

Cr = costo operativo del equipo de perforación ($/hr)

Tt = tiempo de viaje (hr)

Dt = tiempo de perforación (hr)

Cb = costo de barrena ($)

F = pies perforados (pies)

Determine el costo por pie perforado usando los siguientes datos:

Costo de broca (Cb) = $2500

Costo del taladro (Cr) = $900/hr


Tiempo de viaje (Tt) = 6 hr

Tiempo de perforación (Dt) = 65 hr

Pies perforados (F) = 1300 ft

ftCf

Cf

/$08.511300

2500656*900

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