Drilling Engineering Neal Adams 128 150 Espanol 1f6u5m

Capítulo 5 Carcasa Ajuste Selección Profundidad La primera tarea de diseño en la elaboración del plan y es la selección de las profundidades a las que se ejecutará y se cementa la tubería de revestimiento. El ingeniero de perforación debe tener en cuenta condiciones geológicas, como las presiones de formación y los gradientes de fractura, agujero problemas, políticas internas de la empresa y en muchos casos, una variedad de gobierno regulaciones. Los resultados del programa permitirá el bien para ser perforado de forma segura sin la necesidad de construir "un monumento de acero" de sartas de revestimiento. Desafortunadamente, muchos planes y dan consideraciones importantes a la tubería real diseñar todavía dar sólo una atención superficial a la profundidad de colocación de la tubería. La importancia de seleccionar profundidades adecuadas para el establecimiento de la carcasa no puede ser exagerar. Muchos pozos han sido Ingeniería y fracasos económicos debido a que el programa carcasa profundidades de ajuste especificados demasiado superficial o demasiado profundo. Apnavegan algunos principios básicos de perforación combinados con un conocimiento básico de la condiciones geológicas en un área pueden ayudar a determinar dónde sartas de revestimiento debe establecerse para asegurar que la perforación puede proceder con una dificultad mínima. Tipos de tuberías de revestimiento y Drillingenvironmentsoftenrequireseveralcasingstringsinorderto llegar la totaldesireddepth. Someof la stringsare de la siguiente manera: · conducir o estructural . conductor · superficie · intermedio (también conocido como tubo de protección) · liners 116 Estelar Página 2

Selección de la carcasa Profundidad Ajuste 117 · producción (también conocida como una cadena de aceite) · tubo (cadena de flujo) La figura. 5-1 muestra la relación de algunas de estas sartas de revestimiento. Además, la ilustración muestra algunos de los problemas y riesgos de perforación que las cuerdas son diseñado para controlar. Todos los pozos no van a utilizar cada tipo de la carcasa. Las condiciones que se encuentran en cada pocillo debe ser analizada a detennine thetypes y pipenecessary amountof perforar ella. Las funciones generales de todas las sartas de revestimiento son los siguientes: · separar y aislar varios fonnations para reducir al mínimo los problemas de perforación o maximizar la producción · proporcionar un pozo estable con un diámetro conocido a través del cual futuras perforaciones y las operaciones de terminación pueden ser ejecutados · proporcionar un medio seguro para que los equipos de control de presión puede ser adjunto Conduzca Pipe o Conductor carcasa. La primera corrida cuerda o colocado en el así suele ser el tren de tubos, o revestimiento conductor. Las profundidades varían nonnal 100-300 pies En áreas soft-rock como el sur de Luisiana o más en alta mar ambientes, el tubo se martilla en el suelo con un gran martillo diesel. Zonas de roca dura requieren que se perforó un diámetro grande, agujero poco profundo antes correr y cementar la tubería. Carcasa del conductor puede ser tan elaborado como heavy-

tubería de acero de pared o tan simple como un par de tambores de aceite viejos clavados juntos. Un propósito principal de esta cadena de tubería es proporcionar un conducto de fluido desde el bit a la superficie. Fonnations Muy poco profundas tienden a vaciar este grave y debe ser protegido con tubo. Además, la mayoría de fonnations superficiales presentan algunos tipo de problema de pérdida de circulación que debe ser minimizado. Una función adicional de la tubería es para minimizar los problemas espeleología agujero. Lechos de grava y roca no consolidada seguirán cayendo en el pozo si no estabilizado con carcasa. Por lo general, se requiere que el operador para perforar a través de estos zonas de bombeo de lodos viscosos a altas tasas. Cubierta Estructural. Ocasionalmente, las condiciones de perforación, será necesario que un cadena adicional de la carcasa se ejecutará entre el tren de tubos y carcasa de superficie. Van profundidades típicas de 600-1.000 pies Propósitos para el tubo de incluir la resolución de circulación o espeleología agujero problemas perdidas adicionales y reducir al mínimo los problemas de tiro de las zonas de gas de poca profundidad. ' Existen revestimiento de superficie. Muchas fines para correr revestimiento de superficie, Inincluyendo la siguiente: · cubrir las arenas de agua dulce ». mantener la integridad del agujero mediante la prevención de la espeleología · minimizar la pérdida de circulación en zonas permeables, poco profundas .. cubrir zonas débiles que son incapaces de controlar las presiones kick-impuesto Estelar Página 3

118 Ingeniería de Perforación

. proporcionar un medio para unir el preventores de reventones . soportar el peso de todas las sartas de revestimiento (excepto revestimientos) ejecutar por debajo de la tubo de superficie Intermedio de la carcasa. Las aplicaciones principales de carcasa intermedia involucrar a las presiones de formación anormalmente altos. Dado que los pesos de lodo más altos son requerido para controlar estas presiones, las formaciones débiles deben ser menos profundas protegidas para evitar la pérdida de circulación o atascamiento de la tubería. De vez en cuando, intermedia Eds Graver li " Agua dulce Anormalmente Yo alto .. presión Conductor tubo Heaving lutitas Intermedio caja LegendCement F Zona de pago La figura. 5-1 relaciones sarta de revestimiento típicos Estelar Página 4

Selección de la carcasa Profundidad Ajuste 119 tubo se utiliza para aislar las zonas de la sal o zonas que causan problemas en el pozo, tales como agitado y mudar de lutitas. Los revestimientos. Trazadores de líneas de perforación se utilizan para el mismo propósito como intermedio carcasa. En lugar de ejecutar la tubería a la superficie, se utiliza una cadena abreviada

desde la parte inferior del agujero a una profundidad dentro de la tubería intermedia. Por lo general, la superposición entre las dos cadenas es 300-500 ft En este caso, la tubería intermedia está expuesto a las mismas consideraciones de perforación como el revestimiento (véase La figura. 5-1). Perforación (y producción) revestimientos se utilizan con frecuencia como un costo-efectiva método para alcanzar la presión o de control de gradiente de fractura sin el gasto de ejecución de una cadena a la superficie. Cuando se utiliza un revestimiento, la carcasa superior expuesta, tubería generalmente intermedia, debe ser evaluado con respecto a reventar y el colapso presiones para taladrar el agujero abierto por debajo del forro. Recuerde que una cadena completa de la carcasa se puede ejecutar a la superficie en lugar de un trazador de líneas, si es necesario, Le., dos cadenas intermedias. Revestimiento de producción. El revestimiento de producción a menudo se llama la cadena del petróleo. El tubo se puede fijar a una profundidad ligeramente por encima, a medio camino a través de, o por debajo del pagar zona. La tubería tiene los siguientes fines: · aislar la zona de producción de las otras formaciones · proporcionar un eje de trabajo de un diámetro conocido de la zona productiva · proteger el equipo de la tubería de producción Cadena Tie-back. El revestimiento de perforación se utiliza a menudo como parte de la producción la carcasa en lugar de ejecutar una cadena completo adicional de la tubería de la superficie a la zona de producción. -Back atado o conectado a la superficie mediante la ejecución del revestimiento se la cantidad de tubería necesaria para conectarse a la parte superior de línea. Este procedimiento es la particularmente común cuando 1) la producción de hidrocarburos se encuentran detrás de la camisa y

2) la sección más profunda no es comercial. Procedimientos Diseño profundidad de colocación 'profundidades de asiento de tubería de revestimiento se ven directamente afectados por las condiciones geológicas. En algunos de los casos, el criterio principal para la selección de plazas de revestimiento es cubrir expuesto, severa zonas de pérdida de circulación. En otros, la selección de asiento pueden estar basadas en diferenciales problemas de adhesión, quizás como resultado de agotamiento de la presión en un campo. En profunda pozos, sin embargo, la consideración primordial se basa generalmente en el control abpresiones de formación normales y la prevención de su exposición al jardín más débil zonas. Los criterios de diseño de control de presiones de formación se aplica por lo general para la mayoría de las áreas de perforación. . Selección de asientos de la carcasa para el control de la presión comienza con saber condiciones geológicas, como las presiones de formación y los gradientes de fractura. Este información está generalmente disponible dentro de un grado aceptable de precisión. PreEstelar Página 5

120 DrillingEngineering cálculos y spud. las condiciones de perforación actuales determinarán la exacta lugares para cada asiento de la carcasa. El principio que se utiliza para determinar la selección de profundidad de ajuste puede ser adecuadamente descrito por el adagio, "la retrospección es 20 a 20." El primer paso es determinar las presiones de formación y gradientes de fractura que se penetraron en el pozo. Después de esto se han establecido, el operador debe diseñar un programa de carcasa basado en la suposición de que él ya sabe el comportamiento de la bien incluso antes de que se perfora. Este principio se utiliza ampliamente para la perforación de relleno en el que el conocido con-

condiciones dictan el programa de carcasa. Al seguir estas instrucciones, el operador puede seleccionar el programa más efectivo carcasa que cumpla con la presión necesaria requierementos y minimizar el costo carcasa. Selección Profundidad de ajuste para Intennediate y cuerdas más profundas. Setselección profundidad ting debe disponerse que las cuerdas más profundas para que se ejecuten en el pozo y luego diseñado sucesivamente de la secuencia inferior a la superficie. Aunque este procedimiento puede aparecer en firstto revertirse, evita severaltime consume procedimientos iterativos. Procedimientos de diseño de revestimiento de superficie se basan en otro crieria. El primer criterio para la selección de las profundidades de la carcasa profundas es dejar que los pesos de lodo controlar las presiones de formación sin fracturar formaciones superficiales. Este procedidimiento se realiza de abajo hacia arriba. Después se han establecido estas profundidades, consideraciones atascamiento diferencial de presión se realizan para determinar si la carcasa cadena será atorarse cuando se ejecuta en el pozo. Estas consideraciones son a partir de arriba a abajo, a la inversa de los primeros criterios de selección. La etapa de diseño inicial es establecer las presiones de formación previstas y gradientes de fractura. En la figura. 5-2a, un 15.6-lb/gal (equivalente) de la presión de formación existe en la parte inferior del agujero. Para llegar a esta profundidad, pozo presiones superiores 15.6 Ib / gal será necesario y debe ser tenido en cuenta. Las presiones que se deben considerar incluyen un margen de viaje de la densidad del lodo para controlar las presiones de hisopo, un aumento del peso del lodo equivalente debido a sobretensiones presiones asociadas con el funcionamiento de la caja, y un factor de seguridad. Estas presiones suele oscilar ,2-0,3 Ib / gal, respectivamente, que pueden variar debido a lodo la viscosidad y la geometría del agujero. Por lo tanto, las presiones reales en la parte inferior de el pozo incluye el peso del lodo requerido para controlar la presión de poro 15.6lb/gal

y el peso del lodo 0.6-0.9-lb/gal aumenta del hisopo, oleada, y la seguridad consideraciones de factores. Como resultado, las formaciones de fractura exhibiendo gradientes menos que 16.5Ib/gal o menos (+ l5.61b/gal 0.9Ib/gal) deben ser protegidos con carcasa. La profundidad a la que se encuentra este gradiente de fractura es la tentativa intermediar en la tubería de profundidad ajuste. El siguiente paso es determinar si se producirá adherencia del tubo cuando se ejecuta el carcasa. Adherencia del tubo generalmente puede ocurrir en el punto donde el máximo DIFse encuentran presiones diferencial. En la mayoría de los casos, esta profundidad es la más profunda zona de presión normal, es decir, en la transición a presiones anormales. Estelar Página 6

Selección de la carcasa Profundidad Ajuste 121 -= o o un q -= o b .C 'E. CD Q 19 Presión, Ib / gal .C una. CD Q 10 11 12 13

14 15 16 17 18 19 Presión, Ib / gal Fig.5-2 (A) las presiones de formación previsto y los gradientes de fractura, (b) Selección de la profundidad del ajuste intermedio provisional para el ejemplo 5.1 Estelar Página 7

122 Ingeniería de Perforación Los estudios de campo han sido utilizados para establecer valores generales para la cantidad de presión diferencial que puede ser tolerada antes de pegar se produce: Zonas de presión normal 2.000-2.300 psi Zonas de presión anormales 3,000-3,300 psi Estos valores se recomiendan como guías razonables. Su precisión en las operaciones del día a día depende de la atención general que se da a las propiedades del lodo y la configuración de la sarta de perforación. La profundidad de colocación de tubería intermedia provisional es la profundidad de ajuste real si la diferencia de presión en la zona normal más profundo es menos de 2.0002.300 psi. Si el valor es mayor que este límite arbitrario, la profundidad se define como la menor profundidad de ajuste de línea requerida para perforar el pozo. En este caso, un adicional paso es necesario para determinar la profundidad de tubería intermedia. Un problema de ejemplo se usará para ilustrar este procedimiento. La sección siguiendo el ejemplo ilustrará el caso en el que presión diferencial seguro consideraciones hacen que el paso adicional para seleccionar el tubo intermedio profundidad. Ejemplo 5.1

Utilice la figura. 5-2a para determinar la profundidad de ajuste adecuado para la tubería intermedia. Asumir un factor 0.3-lb/gal de la esponja y el aumento y un factor de seguridad 0.2-lb/gal. Utilice un límite máximo arbitrario de 2.200 psi de presión diferencial para el normal zonas de presión. Solución: 1. Evaluar las presiones máximas (pesos de lodo equivalente) en el total de profundidad del pozo. Cantidad, Ib / gal 15.6 0.3 0.3 0.2 16.4 Propósito Presión de la formación Margen de viaje Mantenga la sobrepresión Factor de seguridad Tipo de Presión Peso del lodo Actual Peso del lodo Actual Peso del lodo equivalente Peso del lodo equivalente 2. Determinar las formaciones que no pueden soportar las presiones 16.4-lb/gal, Le., aquellas formaciones que deben ser protegidos con carcasa. Construir una línea vertical línea de 16,4 lb / gal a una intersección de la línea de gradiente de fractura (Fig. 5-2b). La profundidad de intersección es el ajuste de carcasa intermedia provisional profundidad, o 8600 pies en este ejemplo. 3. Compruebe la profundidad tentativa para determinar si se pega diferencial tubería será Estelar Página 8

Selección de la carcasa Profundidad Ajuste 123

un problema cuando se ejecuta la carcasa a 8.600 ft El lodo requerido para alcanzar 8,600 pies es: 10.4 lb / gal Presión de la formación 0.3 Ib / gal Margen de viaje 10.7 lb / gal Peso total de lodo requerida Potencial escollo diferencial se evalúa en el más profundo de presión normal (9.0 lb / gal) de zona, 8,000 pies (10.71b/gal - 9.0 lb / gal) (0,052) (8,000 ft) 707 psi <2,200 psi 707 psi Dado que el tubo se puede ejecutar a 8600 pies sin atascamiento diferencial, la profundidad se convierte en el settingdepth intermedia real mas bien que la tentativa profundidad, tal como se define en el paso 2. 4. Compruebe el intervalo de 8,600-12,000 pies para determinar si la difepresión diferencial excede el rango de 3,000-3,300 psi. En este caso, la presiónAsegúrese = 2700 psi @ 8600 ft Ejemplo 5.1 ilustra el caso en el que la línea vertical de 16.4 Ib / gal intersección de la curva de gradiente de fractura en una zona de presión anormal. La cálculo se realizó para determinar si la carcasa se pegaría cuando se ejecuta en el pozo. Si las presiones habían sido mayores que el límite arbitrario de 2200 psi, procedimientos de las siguientes secciones se aplicarían. Los casos que surgen cuando la línea vertical cruza la curva de gradiente de fractura en la presión normal región se discutirá más adelante. La alteración de la profundidad de colocación carcasa intermedia provisional debido al potencial problemas diferenciales de fricción es necesaria en muchos casos. El previamente definido "Profundidad de colocación de tubería intermedia" se redefine como la profundidad de revestimiento más superficial. La procedimiento funciona desde la parte superior a la parte inferior de la zona de alta presión en lugar que el enfoque inverso utiliza para establecer la profundidad intermedia provisional. La

nueva profundidad intermedia se establece utilizando criterios de estancamiento. El revestimiento más profunda Profundidad de ajuste se determina a partir de las directrices del gradiente de presión de fractura de la formación. Una vez establecida la profundidad revestimiento más profundo, el operador deberá determinar la exacta profundidad de colocación de línea entre el menos profundo calculado previamente y más profundo posibles profundidades. La profundidad revestimiento final puede establecerse a partir de criterios tales como minimizando la cantidad de pequeño agujero que debe ser perforado por debajo de la camisa y cantidades preventingexcessive de agujero abierto entre la sección intermedialiner o la sección de la zona de línea de pago. Las ecuaciones. 5.1 y 5.2 se puede utilizar para ayudar a determinar la nueva profundidad intermedia si la adherencia es un problema: p = (MW - 9) (0,052) (D) (5.1) Estelar Página 9

124 Ingeniería de Perforación O: P 0,052 D + 9 = MW (5.1a) Dónde: MW = peso del lodo, lb / gal D = Profundidad más profunda zona normal, ft P = presión diferencial, psi Un límite arbitrario de 2.000-2.300 psi normalmente se utiliza para p. El peso del lodo,

MW, de la ecuación. 5.1 se puede utilizar para localizar la profundidad donde el valor se theP existir: MW-TM = P (5.2) Dónde: MW = peso del lodo, lb / gal Margen TM = disparo, lb / gal P = Presión de formación, lb / gal La profundidad a la que la presión de formación, P, se produce se define como la nueva Profundidad de tubo intermedio. La profundidad de colocación de revestimiento más profundo se estableció a partir de la posición intermedia gradiente de fractura de profundidad. Usando procedimientos inversos que los presentados en Examplia 5.1, resta el hisopo, oleada, y los factores de seguridad a partir del gradiente de fractura para determinar la presión máxima permisible en la formación de las secciones más profundas de la agujero. La profundidad a la que se encuentra esta presión se convierte en el más profundo profundidad forro. El establecimiento de una profundidad de ajuste entre la más superficial y más profundo depende generalmente de la preferencia del operador y las condiciones geológicas condiciones. Ejemplo 5.2 Utilice la figura. 5-3 de selectliner y intermediatesettingdepths.Assumea difeferentialpressurelimitof 2200 psi. Utilice los followingdesignfactors: Torunda = 0.3 lb / gal Oleada = 0.3 lb / gal Seguridad = 0,2 libras / galón Solución:

l. De la figura. 5-3, el máximo peso del lodo equivalente que será visto en la parte inferior del pozo se puede calcular. Estelar Página 10

Selección de la carcasa Profundidad Ajuste 125 Cantidad, lb / gal 17.2 0.3 0.3 0.2 18.0 Propósito Presión Fonnation Margen de viaje Factor de sobretensión Factor de seguridad Presión Fonnation 2. Construir una línea vertical que corte la curva de gradiente de fractura (Fig. 5.3a). La profundidad de intersección, 13.000 pies, es la carcasa intennediate provisional Profundidad de ajuste. Todos los fonnations menos profundas deben ser protegidos con carcasa ; ::: o o q 12 .R= c. 13 Q) Q 69 10 11 12 1 17

18 19 13 14 1.5 7 8 9 10 11 14 15 16 17 18 9 10 12 15 19 16 17 18 13 14 11 Presión, Ib / gal La figura. 5-3 presiones fonnation previsto y los gradientes de fractura para el ejemplo 5.2 Estelar Página 11

126 Ingeniería de Perforación 69 1.7 IS 19 Fig.5-3

(A) la profundidad de ajuste intennediate Provisional, (b) la profundidad Intennediate basado en consideraciones de fricción de tubería 10 <: = 0 11 0 0 12 un . R;. 0 .. 13 Q) 0 14 15 16 17 18 9 10 11 12 13 14 Presión, Ib / gal 59 En 11 12 13 14 15 L6 1.7 18 19

10 <: = 0 11 0 b q 12 .C 0 .. 13 Q) 0 H 15 16 17 18 10 11 12 Presión, Ib / gal Estelar Página 12

Selección Profundidad Casingtting LZ7 69 IB 19 La figura. 5-3 (c) La selección de la profundidad de revestimiento más profundo, (d) la configuración final 10 0 11 0 C q 12 es.

13 Q) C H 15 16 17 18 10 11 12 13 14 15 16 Presión, Ib / gal 59 10 11 12 13 14 15 Yo 17 18 19 10 11 0 0 d q 12 13 es. (I) q 14 15

16 17 la ' 9 10 11 12 Presión, Ib / gal Estelar Página 13

128 Ingeniería de Perforación debido a que sus respectivos gradientes de fractura son menos que el máximo requisitos proyectados (18,0 lb / gal) en la parte inferior del pozo. 3. Evaluar la profundidad provisional para atascamiento diferencial suponiendo que 14,3Se requerirá Ib / gal lodo para perforar la formación a 13.000 pies: (9000 ft) (O.052) (14,3-9) = 2480 psi Desde 2480 psi> 2200 psi, tubo intermedio no puede ser ejecutado de forma segura a 13000 ft La profundidad de 13.000 pies es redefinedas la profundidad más superficial de revestimiento. 4. La profundidad de la tubería intermedia se define con las ecuaciones. 5.1 y 5.2: I1P = (MW 9) (0,052) (D) 2200 psi = (MW 9) (0.052) (9.000 pies) MW = 13.7 lb / gal (5.1) Y: MW-TM = P 13.7Ib/gal - 0.3 lb / gal

= P P = 13.4Ib/gal (5.2) De la figura. 5.3b, una presión de formación 13.4-lb/gal ocurre a 10.900 pies 5. La profundidad más profunda configuración posible para el revestimiento se determina mediante la evaluación de el gradiente de fractura a 10.900 pies ¿Cuál es la presión máxima formación por debajo de 10.900 pies que se pueden controlar de forma segura con un gradiente de fractura de 17.1 Ib / gal? Cantidad, Ib / gal 17.1 -0,3 -0,3 -0,2 16.3 Propósito Gradiente de fractura Presión Swab Factor de sobretensión Factor de seguridad Presión de la formación De la figura. 5.3c, una presión de formación 16.3-lb/gal ocurre a 16300 pies El profundidad se define como la profundidad permisible más profunda para el ajuste del revestimiento. 6. Las aguas poco profundas y de línea profunda arebased sobre la formación de la presión de la fractura consideraciones de gradiente en la parte inferior del agujero (18.000 pies) y el profundidad intermedia tubería (10.900 pies), respectivamente. Cualquier profundidad entre la Rango de 13,000-16,000 pies es satisfactoria. Una selección arbitraria de una profundidad puede estar basado en 1) minimizar secciones de pequeño diámetro por debajo de la camisa, Estelar Página 14

Selección de la carcasa Profundidad Ajuste

129 2) reducir al mínimo la longitud del agujero abierto y por lo tanto reducir los costos de tubería, o 3) otras consideraciones especificadas por el operador. Como un ejemplo, supongamos que se selecciona una profundidad de 15.000 pies. Reduce el agujero de diámetro pequeño a un segmento de 3.000 pies (15,00018,000 pies) mientras que sólo permite 4.100 FTOF agujero abierto (10,900-15,000 pies) (Fig. 5-3d). Ejemplos 5.1 y 5.2 ilustran los casos en los que la formación inicial presión de fractura consideración gradiente en la parte inferior de la tubería del pozo seleccionado profundidades en las regiones anormales de presión. Diferentes técnicas se deben utilizar si la profundidad de colocación de tubería provisional está en una región de presión normal. El primer paso es evaluar las posibilidades diferenciales de fricción en el más profunda zona de presión normal. Si el peso del lodo requerido en la parte inferior de la así no crea diferencias de presión por encima de cierto límite (2.000-2.300 psi), una cadena profunda revestimiento de superficie es satisfactoria. Las ecuaciones. Debe ser utilizado 5.1 y 5.2 cuando las presiones diferenciales superan el límite permitido. Cuerdas Selección Profundidad revestimiento de superficie. Shallow carcasa como la superficie carcasa areoften impuesta a las presiones que son más severethan las consideraciones utilizado para seleccionar la profundidad de ajuste para carcasa intermedia y revestimiento. Estas presiones por lo general el resultado de patadas inadvertidamente tomadas al perforar las secciones más profundas. Como En consecuencia, se seleccionan de ajuste superficial profundidad para contener las presiones de patada en lugar de los procedimientos descritos anteriormente para la carcasa intermedia. Esta filosofía , Se diferencia por el agujero intermedio ya que las presiones de patada son generalmente más bajos que el hisopo factores-surge de seguridad lógica se discutió previamente para cuerdas profundas.

Densidades de lodo equivalentes impuestas tiro son la causa de más de metro reventones. Cuando se produce una patada, la presión de la caja shutin añade a la perforación barro presión hidrostática excede la presión de fractura de la formación y los resultados en una fractura inducida. Por lo tanto, el objetivo de un procedimiento de selección de asientos que evita las explosiones subterráneas sería elegir una profundidad que puede competentemente soportar las presiones de las condiciones de patada razonables. Una determinación precisa de las presiones de patada-impuestas puede ser difícil. ¿CómoAlguna vez, un procedimiento que calcula los valores ha sido probada en aplicaciones de campo ser rápido y efectivo. La figura. 5-4 representa un pozo cuyas bombas y explosión preventores de haber simulado una falta. La ecuación. 5.3 describe las relaciones de presión: EMW ( profundidad total ) LIM . Kickprofundidad de interés ( ) + Alpechín (5.3) Dónde: EMWkick = peso del lodo equivalente a la profundidad de interés, Ib / gal profundidad total = intervalo más profundo, ft Estelar Página 15

130 Ingeniería de Perforación. EMW Ib / gal 15000. J. 16.0 . Fig. 5-4

Presión equivalente Kick relaciones de peso de lodo profundidad de interés = ft dM = aumento progresivo del peso del lodo patada, lb / gal OMW = originalmudweight, lb / gal La ecuación. 5.3 se puede utilizar de forma iterativa a lo largo con una fractura teórico adecuado cálculo del gradiente para determinar la profundidad de tubería superficial que tendrá suficiente fuerza para resistir las presiones de patada. Inicialmente, se elige una profundidad para la cual el gradiente de fractura y pesas de barro equivalentes se calculan. Si el equivalente weightisgreater barro que thefracture gradiente, un intervalo más profundo se debe seleccionar y los cálculos repetidos. Este procedimiento se sigue hasta que la fractura gradient excede los pesos equivalentes de barro. Cuando esto ocurre, una profundidad ha sido seleccionado que resista las presiones de patada diseñados. Ejemplo 5.3 ilustra el procedimiento. ooo 120.0 Yo Yo Yo 15.0 lb / gal barro 5000 18.0 .C 7500 + 17.0 C. Q) 0 1j 1M

12000 16.2 Estelar Página 16

Selección de la carcasa Profundidad Ajuste 131 Ejemplo 5.3 Uso de la figura. 5-5a, seleccionar una profundidad de revestimiento de superficie y, si es necesario, el establecimiento de profundidades para las cadenas más profundas. Utilice los siguientes factores de diseño: 0.3 = Hisopo, surgefactor, lb / gal 0,2 = factor de seguridad, Ib / gal 0,5 = factor de patada, Ib / gal 2200 = presión diferencial máxima permisible, psi Solución: 1. Evaluar las presiones máximas previstos en la parte inferior del pozo. Cantidad, lb / gal 12.0 0.3 0.3 0.2 12.8 Propósito Presión de la formación Trip (hisopo) Margen Factor de sobretensión Factor de seguridad Una línea vertical de 12.8 'libras / gal intersecta el gradiente de fractura en un normales región, lo que indica carcasa intermedia no se requerirá a menos adherencia diferencial es un problema. 2. Suponga que 12.3Ib/galwillbe utiliza atthe parte inferior de la anddetermine así si se puede producir la adherencia diferencial: (12,3 a 9,0 Ib / gal) (0,052) (9,000 pies) = 1544 psi Desde 1544 psi es menor que el límite arbitrario de 2200 psi, intermedia carcasa no será utilizado para consideraciones de tubería-pegue. Por lo tanto, sólo se requiere revestimiento de superficie. 3. Utilice la ecuación. 5,3 y la curva de gradiente de fractura para determinar la profundidad a la

que el gradiente de fractura excede el peso del lodo saque de carga. Realizar un primer cálculo de prueba en 1000 pies. 12000 NAME, ooo = 1 000 (0.5) + 12.3 , = 18.3 Ib / gal El gradiente de fractura a 1000 pies es de 12.0 lb / gal. Dado que la carga de tiro es mayor que la resistencia de la roca, una profundidad más profunda de prueba debe ser elegido. Estelar Página 17

132 ; T: o o un q Ingeniería de Perforación 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 c. Q) o 10 II 12 10 11 12 13 14 15

16 17 18 19 Presión, Ib / gal La figura. 5-5 (a) la evaluación carcasa intermedia para el Ejemplo 5.3, (b) Equivalente barro peso fractura relación gradiente ; T: . rurfce 0 0 q 5 caja b profundidad C. Q) 0 Estelar Página 18

Selección de la carcasa Profundidad Ajuste 133 Los resultados de varias iteraciones se dan a continuación y se representan en la figura. 5-5b. Profundidad, pies 1000 2000 3000 3500 4000 4500 5000 6000 7000 EMWkick, Ib / gal 18.3

15.3 14.3 14.0 13.8 13.6 13.5 13.3 13.2 4. Se selecciona una profundidad de colocación de 3.600 pies. El valor de 0.5 lb / gal usado en el Ejemplo 5.3 para obtener el barro gradual retroceso aumento de peso es ampliamente aceptado. Representa la (máxima) de lodo promedio aumento de peso necesario para matar a una patada. El uso de esta variable en la ecuación. 5.3 permite el operador (inadvertidamente) Taladre un fonnation en el que la presión está en exceso de 0,5 Ib / gal mayor que el valor calculado original y todavía de manera segura controlar la patada que pueda ocurrir. De hecho, si la variable original es el peso del lodo 0,3-0,4 Ib / gal mayor que la presión fonnation anticipada, la ecuación sería cuenta de los errores de cálculo de la presión fonnation ofO.8-O.91b/gal. Si es necesario, un operador puede modificar la variable 0.5-lb/gal a lo que se considere más adecuado para el medio ambiente de perforación. Un argumento válido se ha planteado en relación con la ecuación. 5.3 y su representación de las circunstancias de campo. En situaciones reales de patada, los pesos de lodo son equivalentes controlado a un cierto grado por presión de la carcasa, que no se toma directamente en cuenta en la ecuación. Sin embargo, una inspección de la presión de la caja se muestran que los dos componentes en la presión son i) Grado de bajo balance entre el barro original y la presión fonnation y 2) el grado de subequilibrar entre el fluido y la presión de afluencia fonnation. El primero de estos componentes se tiene en cuenta en la ecuación por el incrementales aumentar el peso del lodo tenn, mientras que el segundo no se considera. En la mayoría saque situaciones, el valor medio de la segunda componente estará en el intervalo de 100 -

300 psi. Si un operador cree que el segundo componente es lo suficientemente significativa para alterar la ecuación, puede cambiar el gradual aumento de la densidad del lodo tenn a un valor más alto. Las Figs. 5-4, 5-6 y 5-7 ilustran las consideraciones. Las Figs. 5-4 y 5-6 representar una patada IO-lb/gal en geometrías simples agujeros y reales, respectivamente. La figura. 5-7 muestra las densidades de lodo equivalentes para ambos casos. Si el operador no Estelar Página 19

134 4.5-en. tubería de perforación 7.0-en. collares de perforación (1000 FL) SIDPP = 780 psi La figura. 5-6 20-barril patada DrillingEngineering SI = 1370 psi Barro 15.0-lb/gal 8.5-in. agujero 4 - 14115 fl - lop Gas 20 volumen bbl 15000 ft Estelar Página 20

Selección de la carcasa Profundidad Ajuste 135 o 2 3 12 13 14 15 15

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Peso del lodo equivalente, Ib / gal La figura. 5-7 Comparación de los pesos equivalentes de barro para la regla de dedo y la real situaciones preocupado por la diferencia se muestra en la figura. 5-7, las modificaciones a la ecuación. 5.3 se debe hacer, o una ecuación diferente se debe utilizar. . Ajuste de tubos Tubería y / o Conductor Carcasa profundidades por encima de la revestimiento de superficie se determinará a partir de diversas regulaciones gubernamentales o localizada problemas de perforación. Por ejemplo, un área puede tener circulación severelost problemas a 75-100 pies que puede ser resuelto mediante la colocación de tubos debajo de la zona. Otras condiciones de perforación que pueden afectar el establecimiento profundidades incluyen acuíferos arenas, formaciones no consolidadas, o gas superficial. Una perforación locales evaluaciónde registros normalmente identificar estas condiciones. La mayoría de los gobiernos exigen que ser entubados arenas de agua dulce. 4 EUR 5 0 0 6 Q .... . S :: 7 C.

Q) 0 8 9 10 11 Estelar Página 21

136 Ingeniería de Perforación Problemas 5.1 Rework Ejemplo 5.1 con el siguiente conjunto de factores de diseño. Una pequeña agujero de diámetro con un lodo de alta viscosidad requiere el uso de 0,4 libras / gal factorsfor hisopo y sobretensiones. El tipo de barro que se utiliza requiere un límite máximo de 2200 psi de presión diferencial para la normalidad zona de presión. Use un margen de seguridad 0.2-lb/gal. 5.2 Determine la profundidad del ajuste de carcasa intermedia para el siguiente conjunto de condiciones. Use la tabla de gradiente de fractura de Eaton en el Capítulo 4 para determinar los gradientes de fractura de la formación. Asumir un hisopo 0.3lb/gal y el factor de aumento. Utilice 0,2 libras / gal como el factor de seguridad y 2.300 psi como el límite máximo de presión diferencial para las zonas normales. Profundidad, pies 0-9,400 9500 10000 10500 11000 11500 12000 12500 13000 13500 14000

14500 Presión Formación, lb / gal 9.0 9.5 11.0 11.8 12.3 12.9 13.3 13.5 14.0 15.0 16.0 16.2 5.3 Recalcular Problema 5.2 con las siguientes secciones de pozo adicionales. El problema puede requerir un revestimiento. Profundidad, pies 15000 15500 Presión Formación, lb / gal 16.8 17.2 5.4 Determinar la profundidad de ajuste intermedio para el siguiente problema. Utilice un factor O.4-lb/gal de hisopo y sobretensiones y un diferencial de 2,200 psi límite de presión. El factor de seguridad debe ser de 0,2 lb / gal. Utilice Eaton Gráfico de gradientes de fractura. Estelar Página 22

Selección de la carcasa Profundidad Ajuste 137 Profundidad, pies 0-10.000 10200 10800 11250

11780 12500 13090 13800 Presión Formación, lb / gal 9.0 9.2 9.8 12.2 13.3 14.2 15.3 16.1 5.5 Utilizando el problema 5.4, determinar el liner y el ajuste carcasa intermedia profundidades para las secciones de pozo adicional según las siguientes: Profundidad, pies 14000 14AOO 15020 Presión Formación, lb / gal 16.2 16.8 17.3 5.6 Superficie Selecta settingdepth carcasa para los datos thefollowing. UseEaton de gráfico en el Capítulo 4 para gradientes de fractura. Utilice un tamaño de Tiro 0.5-lb/gal en la ecuación. 5.3. Profundidad de colocación Intermedio = 11000 ft Original el peso del lodo = 10,5 libras / gal 5.7 Rework Problema 5.6 y utilizar tubería intermedia depthsof 8000, 9000, 10.000 y 12.000 pies Trazar los resultados en Problemas 5.6 y 5.7 en un gráfico. 5.8

Rework Problema 5.6 para tamaños de patada de 0.2, 0.3, 0.4, y 0.75 lb / gal. Trazar los resultados. 5.9 Determine la profundidad del ajuste de revestimiento de superficie para la siguiente situación: Profundidad de colocación Intermedio = 9 AOO ft Original el peso del lodo = 12.llb/gal Tamaño Kick = 0,4 libras / galón 5.10 Suponga que en la perforación del pozo en el problema 5.2 se encuentra una zona de en el que la presión de abajo hacia el agujero se reduce a 8.131 psi a 14.100 m como resultado del agotamiento en un pozo vecino. Estelar Página 23

138 Ingeniería de Perforación una. ¿Será esta zona causar ningún impacto en el programa de ajuste de la profundidad? b. Describir las posibles soluciones. c. Wouldthe problemas potenciales sean diferentes si la presión fuera 9150 psi? Explique su respuesta. Referencias .. 1 Adams, NJ Problemas de control de pozos y Soluciones Tulsa: PennWell PubQue se establece Company, 1980