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¡Descarga este libro es sobre mapas conceptuales de y más Apuntes en PDF de Física solo en Docsity! Ing. Elio Espindola Romero Objetivos 2 Ing. Elio E.R. Familiarizarse con los siguientes conceptos básicos de presión: • Definición de presión • Presión hidrostática • Gradiente de presión • Presión del fondo del pozo • Presión de formación • Presión normal, anormal y subnormal • Presión diferencial • Presión de fractura • Presión de sobrecarga Concepto básico de presiones Gravedad Especifica Densidad Gradiente de presion 5 Ing. Elio E.R. Concepto básico de presiones En la industria petrolera se manejan diferentes tipos de presión, así como: » Presión de formación (Pform) » Presión hidrostática (PH) + Presión de fricción (APf) « Presión de fractura (Pfract). 6 Ing. Elio ER. Presión hidrostática 7 La presión hidrostática (PH) es la presión total del fluido en un punto dado del pozo. “Hidro” significa fluido que ejerce presión como el agua, y “estática” significa que no está en movimiento. Por lo tanto, la presión hidrostática es la presión ejercida por una columna de fluido estacionaria (que no esta en movimiento). PH=0,052*px*h Donde: PH = Presión Hidrostática (psi) p = Densidad del fluido (Ipg, ppg) h = Altura del fluido (ft) Ing. Elio ER. Altura de la Columna de Fluido DR eS na Presión de formación a Superficie de a) b) c) afloramiento 4 4 ps o o E o. < nn h=8240 ft A 1 A A | Gradiente de agua aaa salada 0.465 psple Gradiente de petróleo nl 0.380 psi/pie ¡ A Calcular: nm + Que presión se registra en cabeza de pozo para cada situación e Para el caso a), si se decide perforar con un margen de seguridad de 250 psi, cuál es la a densidad del fluido de perforación? 10 Ing. Elio ER. Mona na Presión de formación a Superficie de a) b) c) afloramiento 4 4 ps o o E o. < nn h=8240 ft A 1 A A | Gradiente de agua aaa salada 0.465 psple Gradiente de petróleo nl 0.380 psi/pie ¡ A Calcular: nm + Que presión se registra en cabeza de pozo para cada situación e Para el caso a), si se decide perforar con un margen de seguridad de 250 psi, cuál es la a densidad del fluido de perforación? 1 Ing. Elio ER. Mona Predicción de presiones de formación Una formación Fallada Una estructura anticiinal Ing. Elio ER. Presión de formación vs presión hidrostática ” La diferencia entre la presión de formación y la presión hidrostática de fondo de pozo es la presión diferencial. Sobre Balanceada Esto significa que la presión hidrostática que se ejerce en el fondo de pozo, es mayor que la presión de la formación. Balanceada Esto significa que la presión hidrostática que se ejerce en el fondo de pozo es igual a la presión de la formación. Sub-balanceada Esto significa que la presión hidrostática que se ejerce en el fondo de pozo es menor que la presión de la formación. Predicción de presiones de formación Datos Históricos Datos Geológicos Interpretación sísmica Ing. Elio E.R. Son las señales de cambios de presión en la formación Variación en la Velocidad de Nica lo] Variación en la Forma, Tamaño, Tipo y Cantidad de oo No » Arrastre Ing. Elio ER. Información histórica de la perforación _'» PP. Indicadores de Presión durant e la Perforación Variación en la Velocidad de $ ; ice] ! ! Generalmente la velocidad de penetración | disminuye de acuerdo a la profundidad de | perforación, provocado por la dureza y densidad de | roca, además es controlado por la diferencia ¡ entre la presión hidrostática y presión poral. La velocidad de perforación aumenta cuando se atraviesa una zona de presión anormal con formaciones que contienen más fluidos. Este aumento también reduce el sobrebalance al fondo del pozo. | Cuando la presión de formación cambia de normal ¡ ! a anormal al momento de alcanzar mayor ! | profundidad, quiere decir, que se está en una zona | n ! de transición. ' Información histórica de la perforación Ing. Elio E.R. Variación de la velocidad de perforación Información histórica de la perforación A + A nm MAA Ana q 200 MORENA Indicadores de Presión durante e la Perforación Variación en la Forma, Los ripios son recortes Tamaño, Tipo y Cantidad E ES zonas atravesadas por TS la broca o mecha [ Tamaño ] [ Forma ] [ Cantidad | MIN A Y E MEAN o o A a 'eso e Ñ crmacón ] | mena | | meciayss | | copón 2 MACAO ] HA Ing. Elio ER. Predicción de las presiones de formación _'=: *.= Es n n n 2... n % ma n + Velocidad de Perforación : 2. Ñ A n ¿n 4 a n + Exponente D (Ecuación de Jordan 8. Shirley); Mm A nun n n nm n aa n R = ROP. (pies/hr), L n E N = Velocidad de Rotación. (RPM), Pa : W = Peso sobre la Barrena. (lbs), A] a a D = Diámetro de la Barrena. (pulgadas), a E z d = Exponente de perforación, sin dimensión nm E nm z d, = Exponente de perforación corregido, sin O n unidades z d, = Densidad del fluido de la formación.(lb/gal), A a d, = Peso del lodo. (lb/gal). o : n n n n n n n n Ing. Elio ER. nn nl n Maa a MANN A Predicción de las presiones de formación Detección de gas Ing. Elio E.R. Predicción de las presiones de formación Detección de gas Ing. Elio E.R. Predicción de las presiones de formación Tendencia de las densidades de las lutitas Ing. Elio E.R. Predicción de las presiones de formación => %m Es CA . . A + Densidad de la Lutita: m e + La tendencia normal de la densidad de las lutitas compactadas a nm es aumentar con la profundidad, AS 2 + Si se invierte esta tendencia, se supone que aumenta la presión ml del poro. 2 ER m 5 2 NX > MOM SS NM A A a e a nl 5 1 hos Gravedad Específica = 8.33 ln Ñ 3 a 16.66 - ys qm SS á N 17 E A A Densidad de la Lutita o a Pano A n nn na Ing. Elio ER. LN |] Predicción de las presiones de formación Tendencia de la temperatura de la línea de salida Ing. Elio E.R. Presión de fractura Se define como la presión a la cual ocurre la ruptura de una formación Es la presión necesaria para vencer la presión de formación y las resistencia de la roca La presión necesaria para vencer la presión de formación y la resistencia de la roca Ing. Elio E.R. Presión de fractura Presión de Sobrecarga Cálculos: La presión de sobrecarga y el gradiente están dados por: D] 9 prerión de Sobrecorsa (pai, Cor = 0.052 pa = Densidad de volumen de la formación (pp 0: = 0433 (1-0) p,, 110 -p,)] Dog — gradiente de sobrecargo. (ost, 9 = porosidad expresada como una fracción, Pus — densidad de la matriz.fer/ec), Py = densidad del fisica de la formación. (gmicc). Ing. Elio ER. + Método Eaton: O» Pf Y D D 1l-y FG = FG = Gradiente de Fractura, psipie O, = Presión de Sobrecarga, psi, D = Profundidad del pozo, pies P, = Presión de Poros, psi Y = Relación de Poisson, adimensional. Presión de fractura Prueba de Resistencia de la Formación Ing. Elio E.R. Generalmente unos 20 Gal (75 Lt) PRESIÓN Incrementos de Volumen PRESIÓN EN SUPERFICIE Volumen Acumulado Bombeado Incrementos de Presión de cierre instantánea hESa 1d 4— Slack in System i E Detener Bomba Final de pr PRESIÓN T Incrementos de Presión por peso EMBOLADAS DE BOMBA —— TIEMPO Ing. Elio ER. Ing. Elio E.R. 2.- Prueba de Integridad Limitada (FIT – Formation Integrity Test). Esta prueba se aplica en áreas de desarrollo, donde ya se tiene información referente a la resistencia de la formación y no esperan acercarse a la presión de fractura; por lo tanto, el pozo es presurizado a un valor de presión determinado (por debajo del punto de admisión). Si la formación aguanta se considera una buena prueba. Ing. Elio E.R. Estas pruebas son para: Determinar el valor máximo de presión o de peso del lodo que puede aplicarse en el pozo durante las operaciones de perforación. Verificar el sello del cemento, entre casing y formación. Estudios de presiones . e Diseño del Revestimiento e Evitar atrapamiento de la tubería de perforación e Control del Pozo e Velocidad de Perforación e Diseño del Peso del Lodo e Problemas en Zonas Sobre presurizadas Presentación grafica de varias presiones AA Presión Im Presión * Anormal * Baja m o Hidrostática nl Relación de presión en la etapa de perforación Ing. Elio E.R. Ejercicios prácticos-Trabajo en clase Ing. Elio E.R. 1. Un pozo tiene un TVD de 8900 ft y de MD 9230 ft . • Gradiente de presión poro=0,465 psi/ft • Gradiente de presión fractura= 0,87 psi/ft Se desea que a la profundidad de 8900 ft se tenga un lodo con un margen de seguridad de 0,5 ppg por encima de la densidad de formación. Cual es la presión hidrostática del lodo a esta profundidad? 3. Se tiene un pozo que contiene en el espacio anular los siguientes fluidos: 2500 ft de lodo de 12ppg, 2500 ft de agua salada de 8,6 ppg, 3500 ft de lodo de 12 ppg y 4000 ft de lodo de 13 ppg. Cuál será la presión hidrostática de cada sección y cuál es la presión hidrostática total ejercida en el fondo. 2. Un pozo tiene de 15000 ft en TVD contiene 7500 ft de lodo de 15 ppg y 7500 ft de lodo de 16ppg. Cuál es la presión hidrostática para cada sección y cuál es la presión hidrostática total a 15000 ft de profundidad. 4.Calcular la presión de formación $ H=12000"  5. Calcular la presión de formación H=10500" Calcular la presión de formación.