Perforacion Vertical I Formulas

 

PERFORACION VERTICAL I.

Ing. de Petróleos

CAPITULO 1 FORMULAS BASICAS.

1SG  8.33  ppg 1SG  62.4

lbm  

 ft 3 Hydrostatic Pressure (Presión Hidrostática).   Presión Hidrostática usando usando ppg y ft como unidades de tra trabajo. bajo. Ph, [Psi] = densidad del lodo, ppg*0.052*TVD, ft Ejemplo:

Profundidad total verdadera=1200 verdadera=12000 0 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.  

  psi  Gradiente de presión,    usando densidad del lodo en ppg.   ft  

GdP, [

 psi  ft 

] = densidad del lodo, ppg * 0.052

Ejemplo:

(1)   (1)

Densidad del lodo = 12 ppg

GdP=12*0.052 GdP=0.624 psi / ft

 

 lbm    psi  Gradiente de presión,    usando densidad del lodo en  3      ft     ft     psi  GdP,   = densidad del lodo, ppg /144 (2)   (2)   ft  

 lbm  Densidad del lodo= 89.85  3      ft   GdP =89.85 / 144

Ejemplo:

GdP= 0.624 psi / ft

 

PERFORACION VERTICAL I.

 

Ing. de Petróleos

  psi  Gradiente de presión,    usando densidad del lodo en   ft   gravedad especifica sg.   psi  GdP,    = densidad del lodo sg, * 0.433   ft  

Ejemplo:

(3)   (3)

Densidad del lodo= 1 SG.

Gdp = 1*0.433 GdP= 0.433 psi/ft  

  psi  Convertir gradiente de presión,    a densidad del lodo en   ft  

ppg. Despejo de (1) la densidad del lodo quedando.   Gp m  , [ ppg   ]  0.052    

  psi  Convertir gradiente de presión,    a densidad del lodo en   ft    lbm   3  .    ft  

Despejo de (2) la densidad del lodo l odo quedando. m  , [ ppg     ]  Gp *144    

  psi  l odo en SG. Convertir gradiente de presión,    a densidad del lodo   ft   Despejo de (3) la densidad del lodo l odo quedando.

  Gp m  , [ ppg   ]   0.433

Hydrostatic Pressure (Presión Hidrostática).  

Presión Hidrostática Hidrostát ica usando ppg y ft como unidades de trabajo. Ph, [Psi] = densidad del lodo, ppg*0.052*TVD, ft

Ejemplo:

Profundidad total verdadera=1200 verdadera=12000 0 ft Densidad del lodo = 13.5 ppg

(4)   (4)

 

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Ing. de Petróleos

Ph, [psi] = 13.5 *0.052*12000 Ph = 8424 psi.  

 lbm  Presión Hidrostática usando  3   y ft como unidades de   ft   trabajo.  lbm  Ph, [Psi] = densidad del lodo,  3  *TVD, ft / 144   ft  

Ejemplo:

(5)   (5)

Profundidad total verdadera=7500 ft  lbm  Densidad del lodo = 90  3      ft  

 90 *12000  Ph, [psi] =      144  

Ph = 4687.5 psi.  

Presión Hidrostática usando usando ppg y m como unida unidades des de trabajo. Ph, [Psi] = densidad del lodo, ppg*0.052*TVD, m*3.281

Ejemplo:

(6)   (6)

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. Despejo de (4) la densidad del lodo quedando. m  , [ ppg   ]  

Ph TVD * 0.052

 

Convertir presión hidrostática, [psi] a densidad del lodo en ppg usando m como unidad de trabajo.

Despejo de (6) la densidad del lodo quedando. m  , [ ppg   ]

Ph TVD * 0.052 * 3.281

 

 

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Ing. de Petróleos

Gravedad especifica a densidad del lodo en ppg.

Utilizo las equivalencias de a primera hoja que son estas

1SG  8.33  ppg 1SG  62.4

lbm    ft 3

Ejemplo. Convertir 1.8 SG a ppg 8.33 ppg 1.8sg *    15  ppg   1sg  

 lbm  Gravedad especifica a densidad del lodo en  3  .    ft  

Utilizo las equivalencias de a primera hoja que son estas

1SG  8.33  ppg lbm  

1SG  62.4  ft 3 Ejemplo.  lbm  Convertir 1.92 SG a  3      ft   1.92 SG *

 lbm  862.4  119.8  3    1sg   ft  

DENSIDAD EQUIVALENTE DE CIRCULACION (ECD).   perd  P anular ,  psi    m [ ppg ]         0.052 * TVD,  ft    Perdida de presión en el anular= 200 psi

 ECD[ ppg ]  

Ejemplo:

    ) = 9.6 ppg Densidad del lodo ( m

TVD = 10000 ft 200       9.6    0.052 *10000 

 ECD[ ppg ]  

 ECD  10  ppg.

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

 

PERFORACION VERTICAL I.

Ing. de Petróleos

 

  P de goteo,  psi   m [ ppg ]        0.052 * Pr of  del ca sin g shoe,  ft  

 Mdlp[ ppg ]  

Ejemplo:

Presión de prueba de goteo= 1140 psi     ) = 10 ppg Densidad del lodo ( m

Profundidad de asentamiento del casing = 4000 ft   1140     10    0.052 * 4000 

 MDLP[ ppg ]  

 ECD  15.48  ppg .

PUMP OUTPUT (OP) SALIDA DE BOMBA. Bomba triplex. stroke (stk)=embolada.  

Formula 1.

PO,

bbl stk 

 0.000243 * ( camisa, in) 2 * long de stroke, in  

Ejemplo.

Diámetro de camisa = 7” Longitud del stroke = 12”

PO,

bbl stk 

 0.000243 * (7) 2 *12 bbl

PO  0.1428

stk 

  @ 100% de eficiencia

PO al 95 % de eficiencia e ficiencia es: 0.1248

stk   0.13574 bbl   100% stk 

 

95% *

 

bbl

Formula 2.

PO,

g ln

min  Donde :

 [3 * ( 2 * 0.7854) * S ] * 0.00411* SPM 

    Diametro de camisa , in

 

S   long de stk  SPM   stk   por  min uto

Ejemplo.

Diámetro de camisa = 7” Longitud del stroke = 12” SPM = 80

 

PERFORACION VERTICAL I.

PO,

g ln

Ing. de Petróleos

 [3 * (49 * 0.7854) * 12] * 0.00411* 80

min

 

g ln

PO  455.5

min

Bomba DUPLEX.  

PO,

Formula 1.

bbl

stk   Donde :

 0.000612 * S  * [2 *  2   '2 ]

S   long de stk 

 

   diam de camisa    diam de rod  '

Ejemplo.

Diámetro de camisa = 5 1/2” Longitud del stroke = 14” Diametro del rod = 2”

PO, bbl  0.000612 * 14 * [ 2 * 30.25  4] stk    bbl @ 100% de efic PO  0.128142 stk 

PO al 85 % de eficiencia efic iencia es: 0.1248142

bbl

stk   0.10892 bbl   stk  100%

 

85% *

 VELOCIDAD ANULAR. ANULAR.  

Formula 1

   ft     Velocidad anular (Vann) (Vann)      min       bbl    min    ft     Va,      bbl   min    AnCap,   ft      PO, 

Ejemplo:

 bbl      Capacidad anular (AnCap)= 0.1261     ft   

Salida de bomba (PO) = 12.6 12 .6    bbl      min 

 

PERFORACION VERTICAL I.

Vann, 

12.6   ft   0.1261  min 

  ft   Vann  99.92   min   

Ing. de Petróleos

 

Formula 2

 Velocidad anular (Vann) (Vann)       ft       min    ft   24.5 * Q 2  2  min   h    p

Vann, 

 Donde : Q  caudal

g ln

min  h  diametro int del ca sin g o  pozo,  p lg

 

  p  diametro ext  del tubing o collar ,  p lg

  g ln  Salida de bomba (PO) = 530     min  Tamaño de hoyo = 12 ¼”

Ejemplo:

Tubería OD = 4 ½”   Vann, 

  ft   (150.063  20.25)  min  (24.5 * 530)

  ft   Vann  100   min   

 

Formula 3    ft   

 Velocidad anular (Vann) (Vann)     min      ft   Vann,    min 

PO,

bbl

* 1029.4 min  h 2    p 2

 Donde :

 

 h  diametro int del ca sin g o  pozo,  p lg   p  diametro ext  del tubing o collar ,  p lg

Ejemplo:

  bbl   Salida de bomba (PO) = 12.6     min 

Tamaño de hoyo = 12 ¼” Tubería OD = 4 ½”  

 

PERFORACION VERTICAL I.

Vann, 

(12.6 * 1029.4)   ft   (150.063  20.25)  min 

  ft   Vann  100   min 

Ing. de Petróleos

 

 g ln  Salida de bomba en    requerida para una velocidad anular  min    ft   deseada,     min  De la formula 2 despejo PO por lo que tenemos.  

 g ln    min 

Vann,

PO, 

 ft 

( h 2    p 2 )

min 24.5

 

 Donde :

 h  diametro int del ca sin g o  pozo,  p lg   p  diametro ext  del tubing o collar ,  p lg

   ft    Velocidad anular deseada = 120     min 

Ejemplo:

Tamaño de hoyo = 12 ¼” Tubería OD = 4 ½”   PO, 

120 * (150.063  20.25)   ft    min  24.5 

 g ln  Vann  635.8   min   

 

stk 

Strokes por minuto, min  requeridos para una velocidad anular dada. Vann,

SPM  

 ft 

min

* Anncap,

PO,

Ejemplo.

bls

bbl  ft 

 

stk 

 Velocidad anular = 120

 ft 

min

Capacidad anular = 0.1261 Salida de bomba =0.136

 

bbl  ft  bbl

stk 

 

 

 

PERFORACION VERTICAL I.

SPM  

Ing. de Petróleos

(120 * 0.1261)

 

0.136 SPM   111.3

Formulas de capacidad anular. Capacidad anular entre casing o hueco y tubing, drill pipe.  

FORMULA2 1. 2 bbl    h     p   AnnCap ,    1029.4

 ft 

Ejemplo.  AnnCap ,

bbl

Tamaño de pozo = 12 ¼” Drill pipe OD = 5” 

150.06  25 1029.4

 ft 

 AnnCap  0.12149

bbl

 

 ft 

 

FORMULA 2. g ln    h 2    p 2   AnnCap ,  ft   24.51   Ejemplo.  AnnCap ,

bbl



150.06  25 24.51

 ft 

 AnnCap  5.1

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

g ln

 

 ft 

Cantidad de ripios perforados por pie p ie de pozo perforado.  

Bls de ripios perfor perforados ados por pie de pozo pe perforado. rforado.  

Cant  de ripios   

 h 2

* (1  % ) [ Bls ]  

1029.el 4 número de barriles de ripios perforados por pie de un Ejemplo. Determine

pozo de 12 ¼” con 20% de porosidad. CdR 

150.0625

* (1  0.2)   1029.4 CdR  0.1166 [ Bls]  

Pies cúbicos de ripios perforados por pie de pozo perforado.  perforado. 

Cant  de ripios   

 h 2

144

* (1  % ) * 0.7854 [ PC ]  

Ejemplo. Determine el número de Pies Cúbicos de ripios perforados por pie de un pozo de 12 ¼” con 20% de porosidad.

 

PERFORACION VERTICAL I.

CdR 

Ing. de Petróleos

150.0625

* (1  0.2) * 0.7854   144 3 CdR  0.65477 [  ft  ]  

Total de sólidos generados.  generados. 

Tsg  350Ch * L * (1   ) * SG [lbs]  Donde : Ch  Cap del  pozo

bbl

 

 ft 

 L   Longitud   perforada  ft 

   Porosidad . SG  gravedad  especifica.

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 %. Tsg  350 * 0.1458 * 100 * (1  0.2) * 2.40 [lbs ]   Tsg  9797.76 [lbs ]

CONTROL DE LA PERFORACION.  

 ft 

Máxima tasa de perforación

hr 

 cuando se perfora grandes

diámetros de pozo (14 ¾ ” y mayores). 67 * (  lodo salida   ,  ppg    lodo entrada,  ppg ) * (tasa de circul ,  Mtp 

 h

2

g ln

min

)

 ft  hr 

 

Ejemplo. Determine la máxima tasa de perforación necesar necesaria ia 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” 67 * (9.7  9) * (530)  Mtp  306.25    ft   Mtp  81.16 hr 

Factor de flotación.   Usando densidad del lodo en ppg.

 

PERFORACION VERTICAL I.

Ff   1 

  lodo,  ppg   acero

  acero  65.5  ff   1 

Ing. de Petróleos

 

  lodo,  ppg

65.5

Ejemplo: Determine el factor de flotación de un lodo de 15 ppg. 15.5 65.5    ff   0.771 Ff   1 

 

Usando densidad del lodo en   lodo,

Ff   1 

lb  ft 3

 

lb  ft 3

  acero

  acero  489

 

  lodo,  ppg  ff   1 

489

Ejemplo: Determine el factor de flotación de un lodo de 120

lb  ft 3

 

120 489    ff   0.755 Ff   1 

COSTO POR PIE. Cf  

Cr  *  Tt    Dt   Cb F 

 

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

 

PERFORACION VERTICAL I.

Tiempo de viaje (Tt) = 6 hr Tiempo de perforación (Dt) = 65 hr Pies perforados (F) = 1300 ft Cf  

900 * 6  65  2500

1300 Cf   51.08 $ /  ft 

 

Ing. de Petróleos