WellCat
1
WellCat Training Manual
LandMark
WellCat
2
LANDMARK A Halliburton Company Copyright©Landmark Graphics Corporation
Derechos Reservados a Nivel Mundial Esta publicación se ha proporcionado en relación a un Convenio que contiene restricciones sobre su utilización. Dicha publicación también se encuentra protegida bajo la Ley Federal de Derechos de Autor. Ninguna parte del presente documento podrá ser copiada, distribuida, transmitida, transcrita, almacenada en cualquier sistema o medio de recuperación, o traducirse a cualquier lenguaje humano o de computadora en cualquier forma o por cualquier medio ya sea, electrónico, magnético, manual, o de algún otro tipo; tampoco se revelará a terceros sin el permiso expreso y por escrito de:
Landmark Graphics Corporation 15150 Memorial Drive, Houston, TX 7709, U.S.A: Phone: 281-560-1148 Phone: 800.526-3004 FAX: 281-368-5670
E-mail:
[email protected] Internet: www.lgc.com Avisos de Marca Registrada
Landmark, Landmark logo, 3DVIEW, ARIES, Automate, BLITZ, BLITZPAK, CasingSeat, COMPASS, Contouring Assistant, Decision Suite, Decisionarium, DepthTeam, DepthTeam Explorer, DepthTeam Express, DepthTeam Extreme, DepthTeam Interpreter, DESKTOP-PVT, DESKTOP VIP, DEX, DFW, Dims, Drillability Suite, DrillModel DSS, EarthCube, EdgeCa$h, Fastrack, FZAPI, GeoDataLoad, GeoLink, GRIDGENR, 12 Enterprise, iDims, LogEdit, LogPrep, MathPack, OpenBooks, OpenExplorer, OpenJournal, OpenSGM, OpenVision, OpenWorks, PAL, Parallel-VIP, PetroWorks, PlotView, Point Griddiong Plus, Pointing Dispatcher, PostStack, PostStack ESP, PROFILE, ProMAX, ProMAX 2D, ProMAX 3D, ProMAX 3DPSDM, ProMAX MVA, ProMAX VSP, RAVE, Reservoir Framework Builder, RMS, SafeStart, SeisCube, SeisMap, SeisModel, SeisWell, SeisWorks, SigmaView, StrataMap, Stratamodel, StratAmp, StrataSim, StratWorks, StressCheck, SynTool, SystemStart, SystemStart for Clients, SystemStart for Servers, SystemStart for Storage, T2B, TDQ, TERAS, TOW/cs,
LandMark
WellCat
3
TOW/cs The Oilfield Workstation, Trend Form Gridding, VIP, VIP-COMP, VIP-CORE, VIP-DUAL, VIP-ENCORE, VIP-EXECUTIVE, VIP-Local Grid Refinement, VIIPPOLYMER, VIP-THERM, Wwllbase, WELLBOREe Planner, WELLCAT, WELLPLAN, ZAP!, y Z-MAP Plus, son marcas registradas de Landmark Graphics Corporation. Todas las otras marcas registradas son propiedad de sus respectivos dueños.
NOTA La información contenida en este documento está sujeta a cambios sin previo aviso y no debe interpretarse como un compromiso con Landmrk Graphics Corporation. Landmrk Graphics Corporation no asume ninguna responsabilidad por cualquier error que pueda aparecer en este manual. Algunos estados o jurisdicciones no permiten la renuncia o desconocimiento de garantías expresas o implícitas de determinadas transacciones; por consiguiente, probablemente esta afirmación no sea aplicable en su caso.
Direcciones de Sucursales de Soporte 1.- Equipo de Administración de Licencias: (Solamente para información relativa al otorgamiento de licencias) Web internacional: (http://www.lgc.com) Número Telefonico: U.S.A.: 1.281.560.1110, opción 6 Fuera de U.S.A.: 44(0)932.832100 Email: license©lgc.com.
2.- Landmark Graphics Corporation 15150 Memorial Dr
Houston, TX 77079-4304 Tel:+1.281.560.1200 Sin Costo: +1.877.HELP.LGC (435.7542) FAX: 1.281.368.5651
LandMark
WellCat
Email: support©lgc.com.
3.- Landmark Graphics Corporation Wellheads Crescent
Wellheads Industrial Estate Dyce Aberdeen, Scotland AB21 7GA Tel: +44.1224.778500 FAX: +44.1224.778555 Email: pc-support-abereen©lgc.com
4.- Landmark Graphics Corporation Piso 11 Menera Tan / Tan
207 Jalan Tun Razak Kuala Lampur 50400 Malasia Tel: +60 3 21641121 FAX: +60 3 21641135 24 hrs (Dims): +61 89482-4140 Email: Klsupport©lgc.com 5.- Landmark Graphics Corporation 645 7th Ave. S.W.·#2200 Calgary, Alberta T2P4GB Canada Tel: + 1-281.560.1200 Llamada sin costo: +1.877.HOP.LGC (435.7452) Email: support©lgc.com 6.- Landmark Graphics International Level 1, 1 Capital Centre
256 St. George’s Terrace Perth, WA 6000 Australia Tel: + 61 8941-4488 FAX: + 61 89481-1580
LandMark
4
WellCat
24 hrs (Dims): +61 89482-4140 Email: ozsupport©lgc.com 7- Landmark Graphics International Inc. Beijng Officeroom 2208, Beijing Capital Mansion Chaoyang District, Beijing 100004, China
Tel: 86-10-64654501 FAX: 86- 1064654819
LandMark
5
WellCat
6
INDICE
LandMark
1
INTRODUCCIÓN
2
VISIÓN GENERAL DE PRÁCTICA Y TEORÍA
3
COMO INICIAR
4
DEFINICIÓN DEL POZO Menú de pozo
5
PERFORACIÓN
6
PRODUCCIÓN
7
TUBERÍA DE REVESTIMIENTO
8
TUBERÍA DE PRODUCCIÓN
9
SARTA MÚLTIPLE
10
NOTAS
WellCat
7
Capítulo 1
Introducción OBJETIVOS DEL CURSO DE CAPACITACIÓN Familiarizar a cada participante con lo siguiente:
• • • • • • • •
Principios Fundamentales de Diseño de tubulares Consideraciones para el Diseño Triaxial Simulación Teoría y Practica de Temperatura y Presión en pozos Entrada del datos de pozo Especificaciones de operaciones y cargas Documentación de resultados Integración de programas Características especiales
Al final del curso, el participante estará capacitado para: • Comprender el proceso de diseño de tubulares de manera esencial • Apreciar las complejidades del análisis nodal térmico • Apreciar los aspectos trascendentes que enfrenta el ingeniero de diseño • Saber cómo aplicar el WellCat en el diseño de pozos seguros y efectivos en costos.
LandMark
WellCat
8
¿POR QUÉ SE REQUIEREN LAS TEMPERATURAS? • Condiciones de asentamiento • Movimientos y esfuerzos de tubulares = ƒ(∆T) •
Pandeo
•
Diseño de cemento
•
Densidad y viscosidad de fluidos =
•
Limitaciones de equipo
ƒ(temperaturas)
^ Preventores (BOP) y elementos de
empaque de sellos •
Incremento de presión del espacio anular
• Cargas sobre los empaques • Cargas y movimientos sobre cabezales de pozo •
Factores en la resistencia de tubulares
^ resistencia a la cedencia =
ƒ (temperatura) • Ambientes corrosivos
^ selección de materiales
• Formación de hidratos y depósito de parafinas
Sistema WellCat
LandMark
WellCat
9
Perforación
Producción Generación de Carga
Tubería de Revestimiento
Análisis de Esfuerzo Tubería de producción
Modelado térmico preciso Análisis Confiable de la vida de servicio Diseño Critico de Pozos Análisis Complejo del movimiento y esfuerzos de tubulares Utilización como aplicaciones autónomas o en Conjuntos Integrados APLICACIONES DE WELLCAT
LandMark
WellCat
10
APLICACIONES CRITICAS PARA TEMPERATURA
• Pozos – a presiones altas y temperaturas elevadas • Pozos en el Ártico o en aguas profundas • Tubería de producción con aislante • Diseño de lechada de cemento • Expansión de ruidos en el espacio anular (en pozos submarinos) • Cálculo de temperaturas sin perturbaciones a partir de datos de registros • Diseño de pozos geotérmios
ANÁLISIS AVANZADOS • Pandeo avanzado y fricción • Terminaciones complejas • Pozos críticos
LandMark
WellCat
11
DETALLES ESPECIFICOS SOBRE EL PROGRAMA WellCat PRODUCCIÓN
• Realiza simulaciones de presión y temperatura para operaciones de producción, inyección, terminación y reparación. • Sus aplicaciones las siguientes: Trabajos de simulación de fracturamientos y acidificación Operaciones para el bloqueo de aguas Producción de aceite, gas y agua Operaciones de bombeo neumático Operaciones con tubería flexible Inyección de Agua Formación de hidratos y depósito de parafinas Tubería de producción con aislante Operaciones en el Ártico (permafrost) Operaciones terrestres y Costafuera Temperaturas y presiones de cierre de pozos Circulación normal e invertida Operaciones para matar Cementación “squeeze” (a presión) Localización de tapones de cemento Aplicación de presiones y temperaturas predichas en el análisis de esfuerzos, pandeo y movimientos de tubulares
LandMark
WellCat
12
Detalles Específicos Del Programa WellCat Perforación: • Ejecuta simulaciones de presión y temperatura en operaciones De perforación y cementación: • Sus aplicaciones incluyen las siguientes: Determinación de temperaturas en los preventores y las líneas de retorno Determinación de agendas para las temperaturas en operaciones de cementación (en vez de las tablas API) Cálculo de gradientes de temperatura sin perturbaciones a partir de datos temperaturas de registros. Cálculos hidráulicos Utilización de temperaturas y presiones predichas en el análisis de pandeo y esfuerzos de tubulares
LandMark
WellCat
13
Detalles especificos del Programa WellCat Producción:
• Realiza simulaciones de presión y temperatura en operaciones de producción, inyección, terminación y reparación. • Sus Aplicaciones incluyen las siguientes: Trabajos de simulación de fracturamientos y acidificación Operaciones para el bloqueo de aguas Producción de aceite, gas y agua Operaciones de bombeo neumático Operaciones con tubería flexible Inyección de Agua Formación de hidratos y depósito de parafinas Tubería de producción con aislante Operaciones en el Ártico (permafrost) Operaciones terrestres y Costafuera Operaciones terrestres y Costafuera Temperaturas y presiones de cierre de pozos Circulación normal e invertida Operaciones para matar Cementación “squeeze” (a presión) Localización de tapones de cemento Aplicación de presiones y temperaturas predichas en el análisis de esfuerzos, pandeo y movimientos de tubulares
LandMark
WellCat
14
Detalles Específicos del Programa WellCat Tubería de revestimiento:
Realiza análisis de esfuerzos triaxiales, uniaxiales y de pandeo en sartas de tubería de revestimiento. Puede utilizar presiones y temperaturas predichas a partir de datos de perforación y producción para llevar a cabo análisis o diseños complicados Incluye numerosos casos de cargas estándar Análisis fáciles de sensibilidad Sus aplicaciones incluyen las siguientes: Diseño o comprobaciones del mismo Prevención de pandeo al perforar el siguiente intervalo en el pozo Determinación de cargas sobre cabezales de pozos durante la producción Predicción de incremento de la presión en el espacio anular en pozos submarinos Determinación de las cargas máximas de tensión en trabajos de simulación.
LandMark
WellCat
15
Detalles Específicos del Programa WellCat Tubería de producción:
• Realiza análisis triaxiales y uniaxiales,de esfuerzos, movimientos y pandeo en sartas de tuberías de producción • Puede utilizar temperaturas y presiones predichas durante la producción para ejecutar diseños o análisis complicados. • Incluye numerosos casos de carga estándar • Análisis de sensibilidad fáciles • Sus aplicaciones incluyen las siguientes: Diseño y comprobaciones del mismo en tubería de producción. Diseño de tubería de producción dual Diversos tipos de empacadores Análisis de pandeo durante la producción Análisis del paso de herramientas Predicción del incremento de presión en el espacio anular de pozos submarinos Determinación de cargas máximas de tensión durante la realización de trabajos de estimulación.
LandMark
WellCat
16
FACTORES CONOCIDOS VS. INCÓGNITOS ¿CÓMO CONVERTIMOS A LOS FACTORES INCÓGNITOS EN HECHOS CONOCIDOS? • ¿Bastará la intuición? • ¿Será suficiente la experiencia? • ¿En qué mitos creemos? • ¿Qué realidades ignoramos? ¿CUÁLES SON LOS BENEFICIOS? • En el caso de pozos ordinarios y críticos por igual, la seguridad y la confiabilidad. • En pozos ordinarios – optimización de costos
LandMark
WellCat
17 Capítulo 2
FORMULACIÓN DE TUBERÍA DE REVESTIMIENTO Y PRODUCCIÓN
Característica
Fuente
Modelo Helicoidal
Lubinski
Modelo Lateral (forma de S)
Mitchell
Secciones de tubería de producción
Hammerlindl
Fricción
Mitchell
Cargas sobre empacadores
Hammerlindl
Desviación
Mitchell
Análisis de esfuerzos Secciones cementadas
No hay condiciones de límite de deformación
Fricción Desplazamientos Axiales
Mitchell Análisis de elementos finitos Mitchell
Esfuerzos y Desplazamientos Radiales
Solución elástica de
y Tangenciales
pared gruesa Lamé
Esfuerzos Axiales
Derivados de desplazamientos axiales
LandMark
WellCat
18
Esfuerzos de Flexión
Lubinski & Mitchell
CRITERIOS DE FALLAS Triaxiales
Von Mises
(colapso) Uniaxial & Biaxial
Boletín API 5C3
Conexión API
Boletín API 5C3
Cedencia anisotrópica
HIll
Conexión o grado patentado
Elemento anotado por el
Usuario o tomado de la librería
LandMark
WellCat
19
ECUACIONES DE PANDEO Todas las cargas de servicio deben evaluarse en lo referente a loa cambios en el perfil de la carga axial, esfuerzo triaxial, movimiento de tubería, así como el inicio y magnitud de pandeo. El pandeo ocurre si la fuerza que lo ocasiona, es mayor que la de umbral o límite, Conocida como la fuerza de pandeo de Paslay.
Fb = − Fa + pi Ai − po Ao Donde: Fb = fuerza de pandeo Fa = fuerza axial real (de tensión positiva) pi = presión interna po = presión externa
Donde:
Fp = 4 w(sinθ ) EI r Fp = fuerza de pandeo de Paslay
W = distributed buoyed weight of casing. peso de TR distribuido y sostenido por flotación θ = ángulo de pozo EI = rigidez de flexión en tubería
LandMark
WellCat
20
r = claro radial del espacio anular 1.- Mitchell, R.F. “Effects of Well Deviation on Helical Buckling” SPE 29462, Proc 1995 Production Operations Symposioum, Abril 1995, pp. 189-198
LandMark
WellCat
21
PANDEO CON FRICCIÓN
La fuerza de la fricción se opone a la dirección del movimiento
Slack-off
Downward Motion
Internal Pressure Loads
Combined Loads
Upward Motion
Friction Upward
Friction Downward
1.- Distensionamiento (Slack –off) 2.- Movimiento descendente (Downward Motion) 3.- Cargas de Presión Internas ( Internal Pressure Loads) 4.- Movimiento ascendente (Upward Motion) 5.- Fricción ascendente (Friction Upward) 6.- Cargas combinadas (Combined Loads) 7.- Fricción descendente (Friction Downward) 8.- Fricción ascendente (Friction Upward) 9.- Fricción descendente (Friction Downward)
LandMark
Friction Upward
Friction Downward
WellCat
22
• La fuerza de contacto se calcula a partir del pandeo • Fuerza de fricción = Coeficiente de fricción x fuerza de contacto • La dirección de la fuerza de fricción se determina por medio de los desplazamientos de pandeo • Los desplazamientos de pandeo mencionados se determinan a partir de fuerzas que generan las condiciones de carga. Dichas fuerzas junto con los desplazamientos citados se resuelven en forma simultánea.
INCREMENTO DE PRESIÓN DEL ESPACIO ANULAR. LandMark
WellCat
23
∆P3 ∆P2 ∆P1
The increases in annular temperatures, ∆Tai, cause the fluids in the annuli to expand. Since the fluids are trapped in enclosed spaces, this will result in pressure increases. The increases in casing or tubing temperatures, ∆Tpi, cause the pipes to radially expand.
The increases in annular pressures compress the fluids and radially deform the annular walls. The composite stiffness of pipe, cement sheath and formation must be considered. The equilibrium pressure changes, ∆Pi, must be iteratively calculated so that the fluid volume change equals the annular volume change in each annulus.
(Explicación en Español de los textos de esta grafica) 1.- Los incrementos en las temperaturas de los espacios anulares, ocasionan que los fluidos en los espacios que también son espacios anulares, se expandan. Puesto que dichos fluidos se encuentran atrapados en espacios confinados, esto dará como resultado incrementos en la presión.
2.- Los incrementos y las temperaturas de la tubería de revestimiento o la de producción,
ocasionan una expansión radial en los tubos.
3.- Los incrementos en las presiones de los espacios anulares comprimen los fluidos y reforman a las paredes de los espacios anulares en forma radial. Se
LandMark
WellCat
24
debe considerar la rigidez combinada de la tubería, la funda de cemento y la formación.
Los productos WELLCAT (en tuberías de revestimiento y producción) calculan el incrementos de la presión del espacio anular.
Sin embargo,
solamente pueden realizar el análisis de una sola sarta, por consiguiente de lo anteriormente expuesto se desprenden estas suposiciones de simplificadas: • La tubería de revestimiento rodeada por una funda de cemento, es radialmente rígida. • La TR sin cementar puede modelarse ya sea, como perfectamente rígida o libre de expandirse radialmente como si no ocurriera ningún incrementos por fuera de la misma.
El producto WELLCAT MultiString, (para sartas múltiples) calcula el incremento de la presión en cada uno de los espacios anulares de manera simultánea.
CARGAS DE FLEXIÓN: AXIALES LandMark
WellCat
25
El esfuerzo en el diámetro externo de la tubería, se puede expresar como:
ED 2R
σb =
Donde: σb= esfuerzo en la superficie exterior de la tubería
E= módulo elástico D= diámetro nominal externo R= radio de curvatura Este esfuerzo de flexión se puede expresar como fuerza axial equivalente, de la manera siguiente:
Fb =
Eπ D(α /L) As 360
Donde:
= fuerza axial debido a la flexión α/L = severidad de pata de perro ( º/ unidad de longitud) As = área sección transversal Fb
Esta carga de flexión se superpone a la distribución de la carga axial como un efecto local. Los factores de seguridad axial reportados, por los productos WELLCAT incluyen en el efecto citado.
LandMark
WellCat
26
ECUACIÓN DEL EFECTO TRIAXIAL El “Esfuerzo Triaxial” no es en realidad un esfuerzo como tal. Se trata más bien de un valor teórico que permite la comparación de un estado general tridimensional de esfuerzos, con un criterio de falla uniaxial (resistencia a la cedencia). El esfuerzo triaxial se basa en la teoría de “distorsión de la energía deformada” de Hencky-von Mises, y es una función de las diferencias entre los esfuerzos principales. Al esfuerzo triaxial se le llama a menudo la teoría “esfuerzo von Mises equivalente” (VME). Si el esfuerzo triaxial rebasa la resistencia a la cedencia, esto indica una falla también por cedencia. El factor de seguridad triaxial es la relación entre la resistencia a la cedencia del material y el esfuerzo triaxial.
Criterio de Von Mises:
Yp ≥ σ VME
[
1 = (σ z − σ θ ) 2 + (σ θ − σ r ) 2 + (σ r − σ z ) 2 2
Donde: Yp
= resistencia a la cedencia mínima
σVME
= esfuerzo triaxial
σz
=
esfuerzo axial
σθ = esfuerzo tangencial σr = esfuerzo radial
LandMark
]
12
WellCat
27
σr
σθ
LandMark
σz
WellCat
28
GRÁFICA DE CRITERIO TRIAXIAL DE CEDENCIA Suponiendo que, σz
y σθ
>> σr y ajustando el esfuerzo triaxial igual a la
resistencia a la cedencia, se obtiene como resultado la siguiente ecuación elíptica:
[
Yp = σ z 2 − σ zσ θ + σ θ 2
]
1/ 2
Este es el criterio biaxial aplicado en el Boletín 5C3 de API. que considera el efecto de la tensión sobre el colapso. Así mismo también se utiliza para caracterizar el efecto de la carga axial sobre la resistencia al estallamiento según el API (Método Biaxial de Barlow).
La gráfica de esta elipse permite una comparación directa del criterio axial con las clasificaciones del API. Las cargas que caen dentro de la envolvente del diseño cumplen con los criterios de éste.
LandMark
WellCat
1.- Efecto presión interna lso 2.- Estallamiento 3.- Triaxial 4.- Tensión 5.- Compresión + Estallamiento 6.- Tensión + Estallamiento 7.- Compresión + colapso 8.- Tensión + colapso 9.- Colapso 10.- Tensión efectiva kips
LandMark
29
WellCat
30
MODELO DE TRANSFERENCIA DE CALOR Y FLUJO DE FLUIDOS (Producción y Perforación)
1.- Tubería de producción 2.- Tubería de revestimiento 3.- Corriente de flujo 4.- Espacios Anulares 5.- Pozo 6.- Nivel de superficie 7.- Temperaturas fijas 8.- Temperaturas fijas
LandMark
WellCat
31
• Metodología de análisis nodal • Modelo térmico nodal variable o transiente • “Casi estado estacionario” ecuaciones de flujo ^ no se consideran los efectos de acumulación de masa y propagación de peso. • Simetría con el eje ^ transferencia de calor radial totalmente uniforme y concéntrica.
LandMark
WellCat
32
EFECTOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR CONDUCCIÓN DE CALOR VARIABLE O TRANSIENTE RADIACIÓN POR CONVECCIÓN LIBRE Y FORZADA
Fluido Fluyente • Convección Vertical Libre y Forzada • Conducción de calor vertical y radial • Cambio de Fase • Disipación por Fricción Pozo • Conducción de Calor Vertical y Radial • Convección Natural en el espacio anular • Cambio de Fase en el espacio anular Formación • Conducción de Calor Vertical y Radial • Cambio de Fase
LandMark
WellCat
33
TÉCNICAS DE SOLUCION NUMÉRICA 1.- MODELO
2.- FORMULACIÓN 3.- MÉTODO DE SOLUCIÓN
MODELO
FORMULACION Corriente de Flujo: Balance térmico
Térmica
Pozo: Balance térmico Formación: Conducción de Fourrier
MÉTODO DE SOLUCIÓN
Dirección alterna implícita Implícito radialmente Explícito verticalmente Diferencia Definida Implícito radialmente Explícito verticalmente
Flujo
LandMark
Ecuación de Momento Integral
Método de Residuos ponderados Implícitos
WellCat
34
PROPIEDADES DE FLUJO / TÉRMICAS MATERIAL Water Water Based Muds Oil Based Muds Brines Foam Fluids
Gas/Air
Steam
Multiphase Gas-Oil-Water
Formation Cement Steel
LandMark
PROPERTIES Temperature and Pressure dependent: Viscosity (power law for WBM & OBM) Density Specific heat (constant for oil & water) Thermal conductivity (constant for oil & water) Temperature and pressure dependent: Viscosity Density Specific heat Thermal conductivity Thermodynamic Models: Soave-Redlich-Kwong Benedict-Webb-Rubin with Starling or Lee & Kessler modifications From Keenan and Keyes Steam Tables: Pressure/temperature Specific heat Enthalpy ASME transport properties Temperature and pressure dependent: Viscosity Density Specific heat Thermal conductivity GOR, WOR Thermodynamic Models: Black oil VLE Compositional (Peng-Robinson) Two-phase pressure drop correlations: Beggs & Brill, Orkiszewski, Duns & Ros, Hagedorn & Brown, and Gray Constant: Density Specific heat (different for frozen soil) Thermal conductivity (different for frozen soil) Latent heat in formation
WellCat
1.- MATERIAL
Agua
Lodos base agua Lodos base aceite
Salmuera
2. PROPIEDADES 2. PROPIEDADES Densidad Calor específico (constante para Aceite y agua)
LandMark
35
WellCat
36
2. PROPIEDADES Dependiente de presión y temperatura Viscosidad (Ley de potencias para lodos base agua y lodos base aceite. Densidad Calor específico ( constante para agua y aceite) Conductividad térmica ( constante para agua y aceite)
3.- GAS / AIRE 4.- Dependiente de presión y temperatura Viscosidad Densidad Calor específico Conductividad Térmica Modelos termodinámicos: Soave-Redlich-Kwong Benediict –Webb-Rubin y Starling o modificaciones Lee & Kessler
5.-VAPOR
Tablas de Vapor Keenan y Keyes
Presión /temperatura
Calor específico Entalpia Propiedades de transporte ASME
6.- MULTIFASE
LandMark
Dependiente
WellCat
GAS – ACEITE – AGUA
37
Temperatura y Presión
Viscosidad Calor específico Conductividad térmica GOR, WOR Modelos termodinámicos Aceite Negro Composicional VLE (PengRobinson) Correlaciones de caída de presión bifásica Begg & Brill, Orkiszewski, Duns & Ros, Hagedom & Brown y Gray.
7.- FORMACIÓN CEMENTO ACERO
Constante: Densidad
Calor específico (distintos para suelos congelados) Conductividad térmica (diferente al para suelos congelados) Calor latente en formación
LandMark
WellCat
38
TRANSFERENCIA DE CALOR COSTAFUERA
LandMark
WellCat
1.- Brecha de aire 2.- Transferencia de Calor: convección de aire libre y forzada 3.- AMBIENTE EN SUPERFICIE 4.- Profundidad de fondo marino 5.- AMBIENTE EN EL AGUA 6.- TRANSFERENCIA DE CALOR. CONVECCION LIBRE Y FORZADA DE AGUA MARINA
7.- RISER, ( Tubería de elevación) (aislante para diámetro externo) 8.- LECHO MARINO 9.- Terminación de pozos
h = COEFICIENTE DE PELÍCULA T = TEMPERATURA DEL RISER
LandMark
39
WellCat
40
PERFIL DE TEMPERATURA DE FLUIDO EN CIRCULACIÓN
LandMark
WellCat
1.- Gasto 477 gal / min Tubería de producción: 4 ½”
Tubería de revestimiento 2.- Sin perturbar 3.- Datos medidos 4.- Espacio anular: Circ 0.25 hrs Tubería de producción: Circ 0.25 5.- Temperatura, grados F 6.- Profundidad
LandMark
41
WellCat
42
TEMPERATURAS DE FLUJO MEDIDAS EN POZOS PRODUCTORES DE GAS
0
Gas Well Production 1000
Flow Rate 4.8 MMCFPD FBHP 3550 psi 2000
3000
4000 Depth, Ft 5000
6000
7000
8000
Geothermal Measured
9000
Computed 10000 0
50
100
150
Temperature, deg F
LandMark
200
250
WellCat
1.- Producción en pozos de gas 2.- Gasto 3.8 MMCFPD FBHP 3550 psi 3.- Geotérmicos 4.- Medidos 5.- Computados 6.- Temperatura grados F
LandMark
43
WellCat
44 TEMPERATURAS DE CIERRE MEDIDAS EN POZOS
PRODUCTORES DE GAS
0
1000
2000
3000
4000
Depth, Ft 5000
6000
7000
8000 Geothermal Shut in 1 Day Shut in 8 days
9000
10000 0
50
100
150
Temperature deg F
1.- Profundidad 2.- Geotérmico 3.- Cierre por un día
LandMark
200
250
WellCat
4.- Cierre por 8 días 5.- Temperatura grados F
LandMark
45
WellCat
46
COMPARACIÓN DE DATOS MEDIDOS EN CAMPO
PREDICCIONES DE TEMPERATURAS EN POZOS
LandMark
WellCat
47
1.- Condiciones en pozos 2.- Profundidad 3.- Gasto 4.- Entrada 5.- Tubería de producción 6.- Fluido 8.8 partes por galón de agua 7.- Temperatura de fluidos en fondo de pozo, grados F 8.- Temperatura en pozos
Datos de campo
9.- Tiempo de inyección Horas
LandMark
WellCat
LandMark
48
WellCat
49
Capítulo 3
Iniciando En esta sección del curso usted se familiarizará con algunas de las características básicas del WellCat. Discutirá los tipos de archivos que usa el WellCat y cuándo utilizará cada uno de ellos. También aprenderá cómo configurar el espacio de trabajo. Inicialmente abrirá un archivo de análisis que contiene la información ingresada por usted. Utilizará estos datos para discutir las características en el WellCat que son mejor ilustradas usando un archivo que ya contiene información, en vez de que le requieran que usted ingrese los datos en este punto de su capacitación. Después de que haya sido expuesto a algunos de los aspectos del WellCat, cerrará el archivo de análisis que estaba utilizando. A continuación, creará un archivo de plantilla. Los archivos de plantilla son un medio conveniente de configurar el software para usar los estándares, inventarios y configuraciones de espacio de trabajo preferentes (pestañas, gráficos, opciones, etc.) de su compañía. Una vez que la plantilla haya sido creada, ésta se puede aplicar a cualquier archivo de análisis que haya creado. Usted continuará y configurará el archivo plantilla en el siguiente capítulo “Usando Inventarios” en la página 59. El archivo de plantillas se aplicará al archivo de análisis que creó en el capítulo titulado “Definiendo la Información del Pozo y de la Formación”, en la página 83. Consulte la sección “Iniciando” en la página 25 para una lista de pasos de flujo de trabajo que será cubierta en este capítulo. En este capítulo usted: • Se familiarizará con los archivos usados en WellCat • Se familiarizará con el diagrama completo de WellCat • Tendrá acceso a la ayuda en línea • Personalizará su espacio de trabajo usando las opciones de pestañas, unidades y configuración • Creará un archivo de plantilla usando el espacio de trabajo que ha personalizado.
LandMark
WellCat
50
Iniciando WellCat Barra de Título
Barra de Menús Barra de Herramientas
Ejercicio de Clase: Iniciando WellCat Inicie el software WellCat haciendo doble clic al icono de WellCat localizado en el escritorio.
Usted puede iniciar el WellCat en dos maneras: • Use el Menú Start/Inicio. Seleccione WellCat usando Landmark Drilling & Well Services > Tubulares > WellCat. • Haga doble clic sobre cualquier atajo que usted haya configurado en el escritorio La primera ventana que aparecerá cuando inicia WellCat es similar a la que está desplegada. En este momento, hay pocas opciones del menú disponibles y la mayoría de los botones de la barra de herramientas no están activos para uso. Usted debe abrir un archivo existente o crear un archivo nuevo para expandir las opciones de la barra de menú o para activar los botones adicionales de la barra de herramientas.
LandMark
WellCat
51
Archivos y Plantillas ¿Cuáles tipos de Archivos Usa WellCat? Extensión de archivo *.WCD *.WCT *.WPA *.RPT *.DLL *.DXT *.DXD *.HLP *.SCK *.LIB *.PDF
Cuál tipo de Archivo se Usa Para: Archivos de Pozos usando WellCat Archivos de Plantillas creados usando WellCat Archivos de Información del WellCat DOS Archivos de Reportes creados usando WellCat Archivo de Biblioteca de Enlace Dinámico Archivo de plantillas de intercambio de datos (DEX) Archivos de importar/exportar intercambio de Datos (DEX) Archivos de Ayuda Archivos de Pozos creados usando StressCheck. También denominados Documentos. Archivos que contienen la biblioteca de datos de inventario. Archivo de sólo lectura de Adobe Acrobat
Ejercicio de Clase: Localizaciones de Archivos Utilice el cuadro de diálogo Localizaciones de Archivos de Datos (File > Data File Locations) para ayudarlo a localizar en dónde se almacenan algunos de estos archivos.
Usando los Archivos de Plantillas ¿Qué es un Archivo de Plantillas? Los archivos de plantillas contienen datos comunes que pueden ser usados y re-usados como defaults para análisis futuros. Los datos por default pueden ser ingresados y guardados en el archivo de plantillas. Típicamente, un archivo de plantillas no contendrá datos específicos del pozo ni datos que sean dependientes de profundidad. Las plantillas son usadas para describir las prácticas genéricas y los parámetros para casos generales. Por ejemplo, las plantillas pueden ser usadas para configurar operaciones de configuración por default distintivamente usadas por una compañía de operaciones.
LandMark
WellCat
52
Abriendo un Archivo de Plantillas Existente Use File > Open para abrir un archivo de plantillas existente. Los archivos de plantillas de WellCat tienen la extensión WCT.
Se desplegará una lista de archivos de plantillas existente
Seleccione WellCat Templates como el tipo de archivo.
Guardando un Archivo de Plantillas Después de que ha abierto y tal vez cambiado un archivo de plantillas, usted puede guardar el archivo usando el nuevo nombre. En esta manera, puede crear diferentes plantillas para satisfacer varios requerimientos. Use File > Save As para guardar la plantilla.
Especifique el nombre del archivo de plantillas
LandMark
WellCat
53
Creando un Archivo de Plantillas Usted creará un archivo de plantillas posteriormente en este capítulo, en la sección titulada “Creando un Archivo de Plantillas” en la página 35.
Usando Archivos de Análisis
LandMark
WellCat
54
Archivos de Análisis WPI Los archivos con la extensión WPI contienen datos de WellCat que fueron creados con la versión inicial DOS de WellCat. Estos archivos de datos pueden ser abiertos con la versión actual de WellCat. Archivos de Análisis WCD Los archivos con la extensión WCD contienen datos de análisis del WellCat. Estos archivos contienen datos de operaciones, datos del agujero del pozo, y todos los otros datos que han sido ingresados y guardados al archivo. Los archivos de análisis son diferentes de los archivos de plantillas. Los archivos de análisis están basados en un archivo de plantillas. Un archivo de plantillas se usa para configurar inventarios, pestañas, preferencias de gráficos, configuración del sistema de unidades, y otras partidas como estas. Una vez que se ha creado el archivo de plantillas, éste se puede aplicar a cualquier archivo de análisis que haya creado. Por ejemplo, si siempre usa el mismo inventario de tuberías, configuración de pestañas de espacio de trabajo, preferencias de gráficos, y factores de diseño, usted puede especificar todos estos en un archivo de plantillas. Este archivo de plantillas puede ser aplicado a los archivos de análisis que usted creó, y por lo tanto se ahorrará el tiempo de reconfiguración del WellCat para que cumpla con sus necesidades. Consulte “Usando los Archivos de Plantillas” en la página 34 o en la ayuda en línea para más información.
Abriendo un archivo WCD
LandMark
WellCat
55
Use File > Open para abrir un archivo WCD existente.
Se desplegará una lista de archivos WCD creada previamente. Haga clic en el archivo que quiere abrir. Especifique el nombre del archivo de plantillas
Ejercicio de Clase: Abriendo un Archivo WCD Use File > Open para abrir el archivo titulado ClassExample1.wcd. Como se discutió en “Iniciando” en la página 32, usted utilizará este archivo para familiarizarse con sus muchas características. Este archivo de análisis tiene datos que usted ya ingreso, y por lo tanto es útil para describirle alguna funcionalidad. Después creará sus propios archivos de plantillas y de análisis.
Creando un Nuevo Archivo WCD
LandMark
WellCat
56
Use File > New para crear un nuevo archivo de análisis. Este archivo de análisis será usado para todo el análisis del WellCat. Seleccione el archivo de plantillas ara usarlo como la base para el análisis desde la lista de plantillas
Guardando el Archivo de Análisis WCD Use File > Save para guardar un archivo WCD que ya ha sido guardado una vez antes. Si usted está guardando el archivo por primera vez, use File > Save As. (Si seleccionó Save/Guardar y el archivo nunca ha sido guardado antes, Save As/Guardar Como será usado automáticamente en vez del otro).
Especifique el nombre del archivo que quiere usar. Especifique el tipo de archivo como WellCat Document para guardar el archivo como un archivo WCD.
LandMark
WellCat
57
Diagrama de la Ventana Principal La ventana principal de WellCat se muestra a continuación. En esta ventana, un esquema del pozo está actualmente desplegado. La ventana principal se usa para desplegar los diálogos de ingreso de datos, hojas de cálculos, y resultados, existen varias áreas distintivas dentro de la ventana principal como se muestra en la figura de abajo. La mayoría de estas opciones no están disponibles sólo después de que usted haya abierto o creado un archivo de análisis (WCD) o de plantillas. Herr. de Editar Herr. de Títulos
Herr. de Imprimir
Herr. de Producto
Herr. del Wizard Personalizar Herr. de Ayuda Herr. de Herr. Ingeniería de Vistas
Herr. de Menú
Herr. de Archivos
Seleccione la sarta actual desde la lista de cascada o haga clic sobre este en el esquema.
Barra de Estado Pestañas
Ejercicio de Clase: Usando la Ventana Principal
LandMark
Herr. de Despliegue
WellCat
58
Revise cuidadosamente la Ventana Principal. En particular, observe la localización de las partidas identificadas en la gráfica anterior. Observe que Drill/Perforación es el módulo activo y que la sarta actual es la Tubería de Producción de 5”. Revise la configuración del pozo. Este es el pozo con el que usted estará trabajo durante el curso. Durante el curso, usted analizará varias cargas de perforación y de producción y sus efectos sobre las tuberías. Lista del Wizard Haga clic al botón Input para usar la lista wizard para ingresar partidas de información de datos. Si el botón Input no es seleccionado, la lista wizard se usa para accesar a resultados
Vaya a la forma previa en la lista Wizard de formas de entrada o vistas de resultados Vaya a la siguiente forma en la lista Wizard Forma de entrada de datos actuales
La barra de herramientas del Wizard proporciona un fácil acceso a las formas de entrada de datos comunes y las vistas de resultados. El Wizard le proporciona una secuencia determinada de formas de entrada para ayudarlo a asegurar que toda la información necesaria está especificada. Todas las formas de entrada accesadas usando el Wizard también pueden ser seleccionadas desde los menús Wellbore/Agujero, Operations/Operaciones, Loads/Cargas, Analysis/Análisis, y Results/Resultados.
LandMark
WellCat
59
Obteniendo Ayuda Usando la Ayuda En Línea El sistema de Ayuda sensible al contexto puede ser accesado en varias maneras: • Presionando F1 para visualizar Ayuda en la hoja de cálculo, gráficos, tabla o cuadro de diálogos activos. • Seleccionando Contents/Contenido o Search For Help On.../Búsqueda por Ayuda En... desde el menú Ayuda. • Seleccionando el botón
en un cuadro de diálogos abierto.
Help sensible a contexto y luego haciendo clic sobre la • Seleccionando el botón porción de la ventana para la cual usted desea la Help/Ayuda (tal como un botón de la barra de herramientas o partida del menú). Esta característica no está disponible si un cuadro de diálogo está abierto.
LandMark
WellCat
60
El Help Contents/Contenido de Ayuda se muestra abajo Clic Help Topics para desplegar la Tabla de Contenido
Clic a Back para ir al tema de ayuda anterior
Clic Print para imprimir el tema de ayuda actual
Clic sobre un libro para ver los temas de ayuda asociados con esa partida. Luego clic sobre un tema de ayuda para verlo.
:
Clic a un tema para “saltar” a ese tema
Ejercicio de Clase: Usando la Ayuda En Línea Use Help > Contents para accesar la pantalla de Help Contents en línea. Observe el botón de Help Topics/Temas de Ayuda que proporciona el acceso a la tabla de contenido de la ayuda en línea. Durante todo el curso, consulte la ayuda en línea si tiene una pregunta que no esté incluida en este manual.
LandMark
WellCat
61
Configurando el Espacio de Trabajo Cerrando el Archivo de Análisis WCD En este punto del curso, usted cerrará, sin guardar el análisis, el archivo de análisis con el que ha estado trabajando. No guarde ninguno de los cambios que haya hecho. Ejercicio de Clase: Cerrando el Archivo WCD Use File > Close para cerrar el archivo de análisis con el que ha estado trabajo. No guarde el archivo porque no queremos guardar ninguno de los cambios que usted haya hecho al archivo.
Creando un Archivo de Plantillas Los archivos de plantillas son un medio conveniente de configurar el software para usar las configuraciones, estándares, inventarios y espacios de trabajos preferidos (pestañas, gráficos, opciones, etc.) de su compañía. Una vez que la plantilla haya sido creada, ésta se puede aplicar a un archivo de análisis cuando lo cree. Una vez que el archivo de análisis haya sido creado, usted no puede cambiar la plantilla que éste usa. Consulte “¿Qué es un Archivo de Plantillas?” en la página 34 para más información. Ejercicio de Clase: Creando un Archivo de Plantillas Use File > New para crear un archivo de plantillas. Fundamente la plantilla en la plantilla normal. Durante el resto de este capítulo, así como en el siguiente capítulo Usando Inventarios usted configurará la plantilla que usaremos para el curso de capacitación. En el archivo de plantillas, usted configurará las pestañas, opciones de gráficos, y otras preferencias del usuario de WellCat, que utilizará durante toda la clase.
LandMark
WellCat
62
Usando Pestañas Las Pestañas se usan para proporcionar un acceso rápido y fácil a ambos datos de entrada y salida. En cualquier pestaña, usted puede tener acceso a cualquier hoja de cálculos, gráfico o esquema disponible en cualquier menú.
Actualmente sólo existe una pestaña
Clic derecho en el área de la pestaña para accesar al menú de pestañas de clic derecho. El menú de clic derecho se usa para crear, renombrar, eliminar, reordenar o editar nombres de pestañas.
Añadiendo, Nombrando, y Ordenando las Nuevas Pestañas Las Pestañas pueden ser creadas, renombradas, eliminadas y arregladas usando Tools > Tabs o usando el menú de clic derecho sobre pestañas. Ejercicio de Clase: Añadiendo, Nombrando y Ordenando Nuevas Pestañas Use el menú de clic derecho sobre pestañas para realizar las siguientes tareas. • Clic derecho sobre la pestaña existente denominada Tab1. • Seleccione Rename/Renombrar y asigne el nuevo nombre de Tab1 a Work. • Seleccione New desde el menú de clic derecho y añada una nueva pestaña. Asigne a la pestaña el nombre Schematic/Esquema. • Añada pestañas adicionales y asígneles los nombres de Configuration/Configuración, Deviation/Desviación, Formation/Formación, Drill/Perforación, Prod/Producción, Casing/TR, Tube/TP y MultiString/MultiSarta. (Use las opciones Izquierda y Derecha en el menú de clic derecho para cambiar el orden de las pestañas).
LandMark
WellCat
63
Especificando Opciones Use las pestañas Tools > Options para personalizar las porciones del comportamiento de interfase de WellCat y los tipos de vistas, tales como hojas de cálculo de entrada, u hojas de cálculo de resultados y gráficos. Estas preferencias no están almacenadas como parte del archivo de pozo activo o plantillas. En vez de eso, éstas afectan todos los archivos y son permanecen de una sesión a otra.
Especificando las Opciones Generales Use la pestaña Tools > Options > General para personalizar la manera en que los datos serán desplegados en las vistas de resultados del gráfico y de la hoja de cálculo, para especificar el diagrama de impresión, y para especificar la frecuencia para respaldar automáticamente los datos mientras usted está trabajando. Controla la apariencia de los documentos impresos
Controla el despliegue del título en las vistas gráficas Especifique si un gráfico o hoja de cálculo es desplegada por default para las vistas con ambas opciones activadas.
Controla la frecuencia de los respaldos automáticos.
Ejercicio de Clase: Especificando las Opciones Generales Use Tools > Options > General para personalizar las porciones del comportamiento de la interfase de WellCat y los tipos de vistas (tales como hojas de cálculo de entradas, hojas de cálculo de resultados, o gráficos) para ajustarlos a sus necesidades.
Especificando las Opciones de Ingeniería
LandMark
WellCat
64
El factor de seguridad normalizado es el factor de seguridad absoluto dividido entre el factor de diseño especificado en el cuadro de diálogos Loads DesignParameters, o el factor de diseño especificado en un caso de carga apropiado de la pestaña Opciones. Alternadamente, usted puede activar o desactivar esta opción dando clic en ____ en la barra de herramientas de ingeniería
Especifique si las profundidades en los gráficos, hojas de cálculo y tablas a aplicar, se desplegaron usando valores de MD o TVD. Alternadamente, usted puede activar y desactivar esta opción haciendo clic en en la barra de herramientas de Ingeniería El costo del acero K-55 se usa para calcular los costos de tubería por default usados en la hoja de cálculos Inventories > Pipes
Use los botones de la Lista Wizard de Ingreso para indicar qué tan detallado qiere que sea la Lista Wizard.
Marque este cuadro de selección si quiere refinar la cuadrícula vertical para obtener mayor precisiónn en los rsultados de presión (y otros) de las operacones de Drill y Prod.
Marque Specify Maximum Grid Spacing para refinar selectivamente la cuadrícula vertical usada en la simulación sobre la parte crítica del pozo para obtener resultados más precisos.
Ejercicio de Clase: Especificando las Opciones de Ingeniería Use Tools > Options > Engineering para personalizar las funciones de ingeniería comunes para ajustarlas a sus necesidades. Para este curso, asegúrese de seleccionar: • Wizard de entrada detallada • Factores de seguridad absolutos • Profundidades como MD • 700 $/ton para el precio de la K-55
LandMark
WellCat
65
Use la pestaña Tools > Options > Engineering para personalizar las funciones comunes de ingeniería, tales como el nivel de detalle de la Lista Wizard, desplegando los factores de seguridad absoluto o normalizado, desplegando los valores MD o TVD en datos de resultados, y especificando el costo para el acero K-55. Este Use Refinement Algorithm/Use el Algoritmo de Refinamiento es típicamente útil cuando un gráfico preciso de densidad de equivalente de circulación (ECD) en una operación de perforación es de preocupación principal. Éste produce una cuadrícula de simulación vertical más final sobre intervalos construidos y de caída en la trayectoria del pozo para reducir el error entre los valores de TVD interpolados linealmente y el TVD observado. También asegura que el tamaño de los bloques sucesivos de la cuadrícula no difiera grandemente. Esto resulta en valores enormemente mejorados de ECD en estos intervalos con mejora limitada a la presión y a otros resultados. Aplicando el Algoritmo de Refinamiento a los Pozos Verticales… Seleccionar esta operación para un pozo vertical no tiene mayor efecto sobre el espaciamiento de la cuadrícula sin importar el valor de tolerancia de error. En cualquier momento en que esta opción es seleccionada, la cuadrícula vertical es escaneada en el paso final de la definición de cuadrícula para asegurar que la relación de tamaño de los siguientes bloques de la cuadrícula no rebasa los límites fijados (Rmax típicamente es igual a 2) o más reducido que su recíproco. La precisión de la simulación puede ser mejorada evitando la rápida variación del tamaño del bloque de cuadrícula. Usar el Algoritmo de Refinamiento Incrementa el Tiempo de Cálculo… Esta opción incrementa importantemente el tiempo de cálculo para todas las operaciones de Perforación y la de circulación de Producción. El tiempo del CPU para los cálculos se incrementa conforme el cuadrado del número de puntos de la cuadrícula vertical. La tolerancia de error puede ser ajustada para obtener un grado de refinamiento que sea suficiente para el cálculo actual. Incrementar el Número de Bloques de Cuadrícula Vertical Incrementa el Tiempo de Cálculo… Incrementar el número de bloques de cuadricula vertical incrementa el tiempo de cálculo requerido. El tiempo de CPU para cálculos se incrementa conforme al cuadrado del número de bloques de la cuadrícula vertical.
Especificando las Opciones de Gráficos LandMark
WellCat
66
Marque el cuadro apropiado para desplegar las líneas, los marcadores de la cuadrícula, y la leyenda.
Ejercicio de Clase: Especificando las Opciones de Gráficos Use la pestaña Tools > Options > Plots para personalizar las características comunes desplegadas en todos los gráficos según están desplegados en el cuadro de diálogo previo.
Especificando las Opciones de Hoja de Cálculo
LandMark
WellCat
67
Use la pestaña Tools > Options > Spreadsheet para personalizar la fuente usada en las hojas de cálculos y si la cuadricula es desplegada en las hojas de cálculo de resultados.
Configurando las Unidades
LandMark
WellCat
68
Usando el Cuadro de Diálogo del Sistema de Unidades El sistema de unidades inglesas y métrico se incluye con la instalación de WellCat.
Haga clic en Delete para eliminar un sistema de unidades
Haga clic en New para crear un sistema de unidades
Use el cuadro de diálogo Tools > Unit Systems para añadir, remover, editar y cambiar los sistemas de unidades. Un sistema de unidades está integrado en cada documento. Todos los sistemas de unidades están almacenados en la biblioteca (por ej.: el archivo UNITSYS.DAT). Los archivos con la extensión .US ya no son necesarios. Este cuadro de diálogo siempre contiene dos o más pestañas arregladas a lo largo de su esquina superior izquierda, una para cada sistema de unidades disponibles y almacenadas en la biblioteca. Las dos pestañas izquierdas siempre son unidades Inglesas y Métricas. Cuando se abre este cuadro de diálogo, la pestaña que contiene el sistema de unidades asociado con el archivo de pozo activo queda seleccionada. Para cambiar a un sistema de unidades diferente, simplemente haga clic a otra pestaña y luego haga clic a OK.
LandMark
WellCat
69
Creando un Sistema de Unidades Para crear un sistema de unidades: 1. Abra el cuadro de diálogo de Unit System/Sistema de Unidades. (Tools > Unit System) 2. Clic sobre el botón New. 3. Escriba un nombre para el sistema de unidades.
Seleccione la base para el sistema de unidades desde la lista de botón de gota
4. Clic a OK. Usted puede seleccionar de entre una gran variedad de opciones de unidades para todos los parámetros físicos usados en WellCat. Ejercicio de Clase: Creando un Sistema de Unidades Use el cuadro de diálogos Tools > Unit System para añadir, remover, editar y cambiar los sistemas de unidades. Clic al botón New para crear un sistema de unidades titulado MyUnits. Fundamente el sistema de unidades en unidades Inglesas. Cambiando las Unidades a Usos de Parámetros Usted no puede cambiar las unidades usadas para un parámetro cuando está usando los sistemas de unidades por default. (Los sistemas de unidades por default son Inglesas y Métricos.) Sin embargo, usted puede cambiar las unidades a usos de parámetros cuando esté usando un sistema de unidades que haya creado.
LandMark
WellCat
70
Desde la lista Units, seleccione las unidades que quiera que use el parámetro
Haga clic sobre el parámetro que quiere para cambiar las unidades de. En este ejemplo, Density (Fluid) quedará desplegado en psi/ft.
Ejercicio de Clase: Cambiado las Unidades a Usos de Parámetros Seleccione el parámetro Density (Fluid)/Densidad (Fluido) en la lista de Parámetros Físicos. Luego, seleccione psi/ft en la lista de Unidades. Clic a OK para guardar su selección y cerrar el cuadro de diálogo.
Seleccionando el Sistema de Unidades que Usted Quiere Usar LandMark
WellCat
71
Haga clic en la pestaña correspoidnete para el sistema de unidad que usted quiere usar. En este ejemplo, el sistema inglésserá usado porque es la pestaña activa (encima de las otras pestañas).
Ejercicio de Clase: Seleccionando el Sistema de Unidades que Usted Quiere Usar Clic sobre la pestaña English/Inglesa para activar ese sistema de unidades. Clic a OK para guardar su selección y cerrar el cuadro de diálogo. El sistema de unidades activo es seleccionado haciendo clic sobre la pestaña correspondiente. Cuando la pestaña es seleccionada, la unidad quedará desplegada en el cuadro de diálogo. Clic a OK para guardar su selección.
Usando el Cuadro de Dialogo de Convertir Unidades
LandMark
WellCat
72
Haga clic en la celda o campo que quiere para convertir las unidades. Haga clic a F4. Aparece el cuadro de diálogo Convertir Unidades. Seleccione la nueva unidad desde la lista Unit. Vea el valor convertido en el campo Value/Valor.
Ejercicio de Clase: Usando el Cuadro de Diálogo Convertir Unidades Accese a Wellbore > General. Haga clic en el campo Well Depth/Profundidad de Pozo. Presione el botón F4. En el cuadro de diálogo Convert Depth Units/Convertir Unidades de Profundidad, seleccione m. Visualice la unidad convertida en el campo Value/Valor. Clic a OK para cerrar el cuadro de diálogo. Observe que las unidades en el cuadro de diálogo General no cambiarán. Use el cuadro de diálogo Tools > Convert Unit para escribir o visualizar datos en cualquier unidad equivalente sin cambiar los sistemas de unidades actualmente en uso. Sólo el valor en la celda/campo seleccionado queda afectado. Cuando usted cierra este cuadro de diálogo, cualquier nuevo valor numérico seleccionado es escrito en el campo, pero el valor es desplegado en el sistema de unidades que ya está en uso. Si quiere usar un nuevo sistema de unidades, debe usar Tools > Unit Systems, lo que cambiará los sistemas de unidades para todos los campos. Para usar el cuadro de diálogo Convert Unit/Convertir Unidades, se debe seleccionar una celda de hoja de calculo o un campo de cuadro de diálogo que se pueda editar, y debe tener un valor asociado con un parámetro físico (Tools > Unit Systems). Para los valores por default, el programa despliega el valor apropiado para las unidades seleccionadas.
Personalizando las Vistas de Gráficos
LandMark
WellCat
73
Para cambiar las propiedades de un gráfico, haga clic al botón derecho del ratón cuando el gráfico o el esquema estén activos. Las opciones disponibles variarán dependiendo de la naturaleza del gráfico.
Haga clic derecho al botón del ratón y seleccione Properties.
Ejercicio de Clase: Usando Gráficos Active el módulo Casing/Tubería de Revestimiento haciendo clic sobre el icono ___. Abra el gráfico Results > Single Load > Safety Factors. Haga clic al botón derecho del ratón y seleccione Properties/Propiedades. Revise las propiedades de la gráfica. Las propiedades de la gráfica serán revisadas en los párrafos siguientes.
Cambiando las Propiedades del Gráfico Todos los gráficos pueden ser modificados haciendo clic sobre el botón derecho del ratón mientras un gráfico está activo y luego seleccionando Properties/Propiedades.
Modificando los Títulos y Ejes del Gráfico LandMark
WellCat
74
Use la pestaña Titles/Títulos para personalizar las etiquetas de los títulos y los ejes del gráfico usados en el gráfico. Modifique el gráfico o títulos de la vista y nombres de los ejes seleccionando la pestaña Titles en el cuadro de diálog Properties. Marque el cuadro Show Title/Mostrar Título si quiere desplegar un título en la gráfica. Marque el cuadro Specify Title/Especificar Título si quiere usar un título de su elección.
Ejercicio de Clase: Modificando los Títulos y los Ejes del Gráfico Visualice las opciones disponibles, pero use los valores por default en el curso de capacitación.
Modificando y Controlando el Despliegue de la Leyenda
LandMark
WellCat
75
Use la pestaña Legends/Leyendas para editar las etiquetas de las leyendas y para cambiar la etiqueta de leyenda desplegada entre las etiquetas editadas y por default.
Modifique y quite la selección a las partidas de leyendas al seleccionar la pestaña Legends.
Ejercicio de Clase: Modificando la Leyenda Visualice las opciones disponibles, pero use los valores por default en el curso de capacitación.
Cambiando la Escala
LandMark
WellCat
76
Use la pestaña Scale/Escala para cambiar los escalamientos del eje y los pasos de la cuadrícula. Use la pestaña Scaling/Escalamiento para cambiar las escalas y el número de pasos en la cuadrícula para gráficas específicas.
Ejercicio de Clase: Cambiando la Escala Visualice las Opciones disponibles, pero use los valores por default en el curso de capacitación.
Acercamiento
LandMark
WellCat
77
También está disponible la facilidad de Zoom/Acercamiento a través de la característica de clic derecho. Usted puede acercarse tanto como 10 veces para investigar las características específicas. Una características Restore/Restaurar permite que la vista sea restaurada a su configuración previa.
Seleccione el aumento deseado
Seleccione Restore/Restaurar para retornar al aumento anterior deseado
LandMark
WellCat
78
Capítulo 4
Usando los Inventarios Uno de los primeros pasos en el uso del WellCat es especificar los fluidos, tuberías, conexiones y otra información que será usada en el análisis. WellCat usa los inventarios para administrar mucho de estos datos. En esta sección del curso usted: • Definirá los fluidos que usará en el curso • Añadirá nueva tubería al inventario de tuberías • Definirá las nuevas clasificaciones de tubería • Definirá las conexiones propietarias • Definirá las propiedades de la formación • Continuará configurando la plantilla que creó en el capítulo anterior. Consulte “Usando Inventarios” en la página 25 para ver una lista de los pasos del flujo de trabajo que serán cubiertos en este capítulo.
Usando el Inventario de Fluidos LandMark
WellCat
79
El cuadro de diálogo de Fluids Inventory/Inventario de Fluidos usa varias pestañas para especificar las características del fluido que usted puede usar para construir los modelos de fluidos. Las pestañas son: • General: Use la pestaña General para especificar las propiedades del fluido como una función de presión y temperatura. • Standard Muds/Lodos Estándares: Use la pestaña Standard Muds para especificar las características básicas de lodos de perforación simples o estándares. • Compositional Muds/Lodos Compuestos: Use la pestaña de Compositional Muds para especificar las características básicas de las mezclas de lodos aceite/agua. Éstas pueden contener sólidos de alta densidad y/o baja densidad. Este tipo de lodo se usa en las operaciones de perforación Drill y en las operaciones de circulación Prod. También está disponible para su colocación arriba del cemento en la parte externa de las sartas de la tubería de revestimiento. El programa incluye los efectos de transferencia de calor de convección natural para los fluidos anulares. • Brines/Salmueras: Use la pestaña Brines para especificar las características básicas de la salmuera clara. El modelo determina la densidad y la viscosidad dependiente de temperatura y dependiente de presión. • Polymers/Polímeros: Use la pestaña Polymers para especificar las características básicas de un fluido polímero, ya sea de reacción o sin reacción. • Foams/Espumas: Use la pestaña Foams para especificar las características básicas de los fluidos de espuma. El programa modela la espuma donde un gas es mezclado con un fluido base agua que contiene un surfactante espumante. Los gases disponibles son aire saturado seco o húmedo, nitrógeno seco, dióxido de carbono, nitrógeno seco o saturado con agua, metano, o vapor de agua. • Cement Slurries/Lechadas de Cemento: Use la pestaña Cement Slurries para especificar las características básicas de la lechada de cemento. Estas características se usan para definir los trabajos de cementación a través del cuadro de diálogos Primary Cementing/Cementación Primaria y Landing/Anclaje (Wellbore > Cementing and Landing). También se usan para definir los trabajos de cementación de tapón de punto o cementación a presión a través de los cuadros de diálogo Prod and Drill Operations/Operaciones de Perf y Prod. • Standard Hydrocarbons/Hidrocarburos Estándares: Use la pestaña Standard Hydrocarbons para especificar lo siguiente. Se puede incluir, en todos los casos, una fase húmeda. . Gas seco o libre (Ecuación de Modelo de Estado para una mezcla con la composición especificada)
LandMark
WellCat
80 . Gas disuelto en aceite, con o sin gas libre (Modelo de Aceite Negro con modelo EOS para gas libre) . Aceite sin gas libre o disuelto.
• VLE Hydrocarbons/Hidrocarburos VLE: Use la pestaña VLE Hydrocarbons para especificar las características básicas de los hidrocarburos en equilibrio vapor-líquido (VLE), incluyendo los componentes pesados. Usted puede especificar hasta veinte componentes pesados. El C7 e hidrocarburos superiores usualmente son combinados juntos en varios componentes pesados. Usted puede usar los campos de nombre o Comments/Comentarios para identificar cómo se combinan los componentes pesados. Usted debe especificar el peso molecular para los componentes pesados. La gravedad específica es opcional y Wellcat calculará el valor típico con base en el peso molecular especificado. Aunque hasta 20 componentes pesados pueden ser ingresados, el motor de WellTemp combina estos en tres seudo componentes para usarlo en los cálculos del modelo VLE. Si tres o menos componentes pesados con ingresados, estos son usados como una información en los cálculos. Aunque, usted puede querer combinar los componentes pesados en tres o menos componentes antes de ingresar la información si quiere anular la combinación realizada dentro de WellCat. • File-Defined Hydrocarbons/Hidrocarburos Definidos por Archivo: Use la pestaña File-Defined Hydrocarbons para especificar las características del fluido hidrocarburo, incluyendo: . Fracción del hidrocarburo que es líquido . Temperaturas y presiones a las cuales se tomaron las mediciones . Propiedades de la fracción vapor-fase . Propiedades de la fracción líquido-fase
Definiendo los Fluidos Generales LandMark
WellCat
81
Las propiedades de los fluidos (densidad, PV y YP) varían con la temperatura y la presión. WellCat incluye correlaciones basadas en la variación del agua y el diesel para calcular esta dependencia. En la mayoría de los casos, las predicciones de temperatura no son una función fuerte de las propiedades de los fluidos, no obstante las predicciones de presión lo podrían ser (especialmente cuando la caída de presión por fricción es alta). La viscosidad se usa para determinar el régimen de flujo y cuando el flujo abajo en la tubería de producción está en el régimen laminar o de transición, la transferencia de calor puede ser sensible a la viscosidad. Use la pestaña de General Fluid/Fluido General en estos casos.
Para insertar otra presión, haga doble clic directamente debajo de la última presión ingresada, y aparecerá un campo de entrada
Los datos de temperatura desplegados corresponden a la presión seleccionada. Ejercicio de Clase: Definiendo los Fluidos Generales Accese a la pestaña Inventories > Fluids > General. Defina dos presiones y la temperatura asociada, la densidad, la PV y el YP. Los datos para 250 psig están desplegados arriba. A 550 psig, aplicará la siguiente temperatura, densidad, PV y YP. • 150 grados F, 12.45 ppg, PV = 28.0 y YP = 25.0 • 175 grados F, 12.40 ppg, PV = 27 y YP = 23.0
Definiendo los Lodos de Perforación Estándares
LandMark
WellCat
82
Use la pestaña Inventories > Fluids > Standard Muds para especificar las características básicas de los lodos de perforación simples o estándares. Si quiere especificar lodos más complejos y detallados como aquellos que contienen sólidos de alta o baja densidad, seleccione la pestaña Compositional Muds desde el cuadro de diálogo Inventories > Fluids. Seleccione la pestaña que corresponda al tipo de fluido que quiere definir. La pestaña Standard Muds está actualmente seleccionada.
Para definir un fluido nuevo, escriba un nombre en el espacio vacío inmediatamente debajo de la última entrada. Una vez que el nombre del fluido es especificado, puede hacer clic sobre éste y arrastrarlo a una nueva ubicación en la lista.
La viscosidad plástica y el punto de cedencia varían con la temperatura y la presión. Ingrese la temperatura de referencia para estas propiedades de ingreso. La presión de referencia se asume como atmosférica. La viscosidad plástica y el punto de cedencia son importantes cuando el fluido se usa como fluido fluyente. Estas propiedades son menos sensibles para fluidos anulares.
Seleccione PVT Correlation para usar la correlación proporcionada por el software WellCat, o selecciona PVT Table para especificar explícitamente cómo varía la densidad del fluido con la temperatura y la presión.
Ejercicio de Clase: Definiendo los Lodos de Perforación Estándares Accese la pestaña Inventories > Fluids > Standard Muds. Defina los lodos enlistados en la siguiente tabla. Para definir un lodo, especifique el nombre en la lista Name/Nombre y luego especifique las propiedades del lodo. Todos los fluidos usan la PVT Correlation/Correlación de PVT.
LandMark
WellCat
83
Nombre
Comentarios
Temp. °F
Densidad, ppg
Tipo de Base
Densidad de Base, ppg
PV cp
9.00 PPG WBM 10.8 PPG OBM
9.00 PPG WBM
70
9.00
Agua
8.33
10.8 PPG OBM para perforar agujero de 22” 12.70 PPG OBM para agujero de 17 ½”, UR 20” 15.10 PPG OBM para perforar zonas de alta presión/salinas 13.10 PPG OBM
70
10.8
Aceite
70
12.7
70
12.70 PPG OBM 15.10 PPG OBM
13.10 PPG OBM 13.35 PPG OBM 14.80 PPG OBM 15.7 PPG OBM
14.10 PPG OBM
13.35 PPG OBM para perforar debajo de sección salina 14.80 PPG OBM 15.7 PPG OBM para perforar zona inferior de alta presión 14.10 PPG OBM para perforar zona de producción inferior
Temp °F
8.02
YP, lb/ft 100 ft2 7
7
14.28
7
120
Aceite
7
18.08
7
120
15.1
Aceite
7
22.88
7
120
7
13.1
Aceite
7
18.88
7
120
70
13.35
Aceite
7
19.38
7
120
70
14.8
Aceite
7
22.28
7
120
70
15.7
Aceite
7
24.08
7
120
70
14.1
Aceite
7
20.88
7
120
120
Definiendo Salmueras Use la pestaña Inventories > Fluids > Brines para especificar las características básicas de la salmuera clara. El modelo determina la densidad y viscosidad dependiente de temperatura y dependiente de presión. El programa proporciona los valores por default con base en las prácticas comunes en campo. Para las salmueras CaBr2, la suposición por default es que la salmuera es generada mezclando 11.6 ppg de salmuera CaCl2 con 15.1 de salmuera CaCl2-CaBr2. Esto minimiza la cantidad de CaBr2 en la salmuera. Una técnica similar se usa para las salmueras ZnBr2 donde 19.2 de salmuera ZnBr2 mezclada es combinada con 15.1 de salmuera CaCl2-CaBr2 para obtener la densidad deseada. Como una alternativa, si se añaden viscosificadores o sólidos a la salmuera clara, el modelo del lodo de perforación base agua del programa probablemente deberá ser usado para modelar con precisión la reología del fluido. Use la pestaña Inventories > Fluids > Compositional Muds.
LandMark
WellCat
84 Seleccione la pestaña que corresponda al tipo de fluido que quiere definir. La pestaña Brines está actualmente seleccionada.
Ejercicio de Clase: Definiendo Salmueras Accese a la pestaña Inventories > Fluids > Brines. Defina las salmueras enlistadas en la siguiente tabla. Para definir una salmuera, especifique el nombre en la lista Name y luego especifique las propiedades de la salmuera. Todas las salmueras que usted está definiendo usan PVT Correlation.
Nombre
Comentarios
Tipo
Densidad, ppg
10.00 PPG Salmuera 9.2 PPG Fluido de Ácido
10.00 PPG Salmuera fluido de terminación 9.2 PPG Estimulación Fluido Ácido modelado como Salmuera
CaCl2
10
Temperatura de Reología °F 120
NaCl
9.2
120
Definiendo Polímeros Use la pestaña Inventories > Fluids > Polymers para especificar las características básicas de un fluido polímero de reacción o sin reacción. Los polímeros, fluidos fluyentes base
LandMark
WellCat
85
agua, se usan principalmente para la simulación de inyecciones de fracturas a alta velocidad.
Seleccione la pestaña que corresponde al tipo de fluido que quiere definir. La pestaña Polymers está actualmente seleccionada.
Para más información sobre los polimeros de reacción y sin reacción, consulte Polímeros de Reacción” en la página 66 y “Polímeros sin reacción” en la página 67.
Ejercicio de Clase: Definiendo Polímeros Accese a la pestaña Inventories > Fluids > Polymers. Para definir un polímero especifique el nombre en la lista Name y luego especifique las propiedades del polímero. Defina un fluido polímero denominado 9.0 ppg Frac Fluid Non Reacting Polymer. Este fluido tiene una densidad de 9.0 ppg y sin reacción. El gasto de flujo de referencia es de 320.9 gal/min, el diámetro de referencia es 4.040 pulgadas, y la caída de presión por fricción es de 6.8 psi/100 ft. n’ y k’ son 0.6499 y 0.3514 respectivamente. La temperatura es de 120 grados F.
Polímeros de Reacción Los fluidos polímeros son fluidos base agua. El fluido polímero combina la reología de la ley de potencia estándar de WellCat con un modelo para el incremento de la viscosidad debido a reacciones químicas. El número n’ no tiene dimensión; las unidades K’ son libras-
LandMark
WellCat
86
(segundos)n’ por 100 pies2. Se usa el modelo de factor de fricción generalizado de Dodge y Metzner. WellCat calcula el incremento de viscosidad con base en los coeficientes del agujero y del yacimiento y el incremento varía en ambos con el tiempo y la temperatura. Si todos los coeficientes son de cero, entonces el fluido se comporta como un fluido de ley de potencia estándar. El programa divide el volumen del fluido inyectado en incrementos en la cuadrícula y mantiene el seguimiento del tiempo ya que un incremento determinado entró en el agujero. Así, el tiempo cero para un incremento de fluido determinado es ingresado en el agujero; este razonamiento es consistente con un razonamiento de “mezcla al vuelo” para el gel polímero. La forma básica del incremento de viscosidad (a una temperatura constante) es un incremento lineal hasta un tiempo de reacción, y luego un incremento exponencial después del tiempo de reacción debido a la reacción química. La velocidad de incremento es diferente para el flujo en una tubería de producción vs. flujo en un yacimiento, así diferentes coeficientes son proporcionados. El siguiente cuadro de diálogo se usa para especificar la información acerca de los polímeros de reacción. Se puede accesar a éste desde la pestaña Inventories > Fluids > Polymers dando clic al botón Properties/Propiedades cuando el tipo de polímero es especificado como reactivo.
Polímeros Sin Reacción Use el cuadro de diálogo Non-Reacting Polymer Properties/Propiedades del Polímero Sin Reacción para especificar los datos de referencia que el programa usa para correlacionar el factor de fricción Blasius.
LandMark
WellCat
87
• Diámetro • Gasto de flujo (Circulación de Líquidos) • Gradiente de caída de presión
Ejercicio de Clase: Definiendo los Polímeros Sin Reacción Haga clic al botón Properties y especifique las propiedades del polímero sin reacción según se describió arriba. Definiendo las Lechadas de Cemento Use la pestaña Inventories > Fluids > Cement Slurries para especificar las características básicas de la lechada de cemento. Estas características se usan para definir las cementaciones a través del cuadro de diálogo Primary Cementing and Landing (Wellbore > Cementing and Landing). También se usan para definir las cementaciones con tapón en sitio o cementaciones a presión a través de los cuadros de diálogos de Prod and Drill Operations.
LandMark
WellCat
88
Seleccione la pestaña que corresponde al tipo de fluido que quiere definir. La pestaña Cement Slurries está actualmente seleccionada.
Neat “G” y Neat “H” son cementos por default incluidos por WellCat.
Se requieren cuando menos dos lecturas de Fann. Las lecturas de Fann son referidas como presión atmosférica y temperatura de prueba que especifique. La reología de la lechada variará con la temperatura y la presión durante la simulación de colocación
Ejercicio de Clase: Definiendo las Lechadas de Cemento Accese a la pestaña Inventories > Fluids > Cement Slurries. Defina las lechadas enlistadas en la siguiente tabla. Para definir una lechada de cemento, especifique el nombre en la lista Name y luego especifique las propiedades de la lechada de cemento.
LandMark
WellCat
89
Nombre
Comentarios
Temperatura Densidad °F
Densidad ppg
15.6 PPG Lechada 12.5 PPG Lechada 11.2 PPG Lechada 14.0 PPG Lechada
Lechada 15.6 PPG Lechada 12.5 PPG Lechada 11.2 PPG Lechada 14.0 PPG
70
R300
R200
Temperatura °F
15.6
Densidad de Agua de Mezcla ppg 8.33
100
90
120
70
12.5
8.33
90
85
120
70
11.2
8.33
90
85
120
70
14
8.33
98
89
120
Definiendo Hidrocarburos Estándares Use la pestaña Inventories > Fluids > Standard Hydrocarbons para especificar: • Gas seco o libre (Ecuación de Modelo de Estado para una mezcla con la composición especificada). • Gas disuelto en aceite, con o sin gas libre (Modelo de Aceite Negro con modelo EOS para Gas Libre) • Aceite sin gas libre ni disuelto.
Seleccione la pestaña que corresponde al tipo de fluido que quiere definir. La pestaña Standard Hydrocarbons está LandMark actualmente seleccionada.
WellCat
90
Use Gas para gas seco, Oil and Gas para fluidos con gas disuelto en aceite (con o sin gas libre), y Oil para aceite sin gas libre o disuelto. En todos los tipos, la presencia de una fase húmeda es opcional. La gravedad del gas se calcula con base en la gravedad del gas de composición, o puede ser ingresada y luego se calcula Gas Composition. Clic a Normalize para normalizar proporcional y automáticamente los porcentajes molares si no ha ingresado los porcentajes que suman hasta 100%. Los porcentajes de la compsoción del fluido debe sumar hasta 100%.
Los componentes pesados se espera que permanezcan en la fase vapor. La fase aceite, si fue especificada, tendrá otros componentes de hidrocarburo más pesados (no especificados aquí) que permanecerán en la fase liquido. En este sentido, la definición de componente pesado en este diálogo difiere de aquel en el modelo VLE.
Ejercicio de Clase: Definiendo los Hidrocarburos Estándares Accese a la pestaña Inventories > Fluids > Standard Hydrocarbons. Dos hidrocarburos han sido ya definidos. Defina los dos hidrocarburos estándares adicionales. Asigne al primero el nombre Produced Hydrocarbons/Hidrocarburos Producidos. Defina las propiedades del fluido según está desplegado arriba. Asigne al segundo el nombre ReInjected Gas/Gas Re-Inyectado. El Gas Re-Inyectado tiene las mismas propiedades que Produced Hydrocarbons excepto que esto es Gas y no Aceite y Gas.
Nota: Gravedad del Gas y Composición del Gas…
LandMark
WellCat
91
Si la gravedad del gas es especificada, la composición del gas será estimada y viceversa. Si usted especifica la gravedad del gas, WellCat estimará la composición con base en la gravedad del gas que usted especificó. Si quiere estimar la composición del gas, se requiere que todos los ingresos sean de cero antes de que la gravedad del gas sea ingresada. Se sugiere que comience con un fluido nuevo. Después de ingresar la información de la gravedad del gas, haga clic sobre cualquiera de los cuadros de composición para ver la composición estimada que calculó WellCat. Si cualquier cuadro de composición tiene un valor de no-cero, o si el valor de la gravedad es inicialmente de no-cero, entonces es probable que el ingreso de información de un nuevo valor de gravedad de gas produzca una composición de gas no reproducible y errática.
Accesando y Administrando el Inventario de Tuberías LandMark
WellCat
92
Ejercicio de Clase: Usando el Inventario de Tuberías Use la hoja de cálculo Inventories > Pipes para visualizar el inventario de tuberías de revestimiento disponibles. Use la lista del menú en cascada de Select Pipe OD/Seleccione el Diam. Externo de la Tubería para cambiar el tamaño de la tubería que está visualizando. En esta sección del curso, usted se familiarizará con la acción de agregar tuberías al inventario, así como a ordenar el inventario. Si el grado de la tubería, las propiedades de conducción de calor, o reducción de la cédula de temperatura no está definida para la tubería que usted quiere añadir, primero deberá definir el grado, propiedades de conducción de calor y cédula. Este es el proceso que usará en esta sección del curso.
Use la hoja de cálculo Inventories > Pipes Inventario de Tuberías para definir el inventario de todas las tuberías disponibles. Para que se considere una entrada válida, cada uno de los campos en una fila deben contener un valor. Por default, el contenido inicial de la hoja de calculo de Pipe Inventory/Inventario de Tuberías para un archivo de pozo determinado son idénticos al contenido del Inventario de Tubería del archivo de plantillas que fue seleccionado. Sin embargo, inmediatamente después de que el archivo poz es creado usted puede añadir, modificar y remover entradas según lo necesite. Las únicas entradas que o pueden ser modificadas o removidas son aquellas que están actualmente incluidas en el diseño de una o más sartas. El inventario es automáticamente ordenado sobre las claves especificadas en el cuadro de diálogo Inventories > Tubing Filters > Sorting.
LandMark
WellCat
93
Ejercicio de Clase: Ordenando el Despliegue de Inventario de Tuberías Use Inventories > Tubing Filters > Sorting para cambiar la manera en que las tuberías son ordenadas. Cambie las teclas primaria, secundaria y terciaria de vuelta al OD, Peso y Grado respectivamente, antes que continúe.
LandMark
WellCat
94
Seleccionando y Eliminando Tuberías
Ejercicio de Clase: Usando el Inventario de Tuberías Use Inventories > Tubing Filters > Select Pipes > para seleccionar las entradas en la hoja de cálculo Inventories > Pipes. Seleccione tubería de grado B de 30”. Estas filas quedarán seleccionadas cuando haga clic en OK. Use Edit > Delete Rows para eliminar las filas. Se pueden eliminar entradas múltiples al seleccionarlas primero y luego eliminándolas usando Edit > Delete Rows.
LandMark
WellCat
95
Modificando las Tuberías Existentes
Si el tipo de tubería está definido como tubería Standard, el estallido, el colapso y las clasificaciones axiales serán calculados usando la fórmula estándar de la API. Estas clasificaciones se pueden sobre-escribir al definir esta tubería particular como una de tipo de tubería Special/Especial. El tipo de tubería Standard usa el diámetro de Desviación Alterno de la API por default. Para especificar una Desviación Mínima de la API, seleccione Min. API Pipe Type.
LandMark
WellCat
96
Definiendo las Cédulas de Reducción de Temperatura Use la hoja de cálculo Inventories > Temperature Deration para especificar las cédulas de reducción de temperatura para los grados especificando las temperaturas y factores de corres de cedencia asociados.
Ejercicio de Clase: Definiendo la Reducción de Temperatura Use la hoja de cálculo Inventories > Temperature Deration para definir la cédula usada para reducir la resistencia mínima de cedencia de un material en función de la temperatura. Defina dos cédulas de reducción de temperatura según se definió arriba.
Definiendo las Propiedades de Conducción de Calor
Ejercicio de Clase: Definiendo las Propiedades de Conducción de Calor Use la hoja de cálculo Inventories > Heat Conduction para definir las propiedades de conducción de calor titulada 13Chrome según se definió arriba. Use la hoja de cálculo Inventories > Heat Conduction Properties para definir los materiales con base en las propiedades térmicas. Los materiales definidos en esta hoja de cálculo estarán disponibles para usarlos en el análisis térmico mientras usa los módulos Drill o Prod en WellCat. Estos materiales se pueden usar para los risers, tubería flexible, tubería de perforación, tubería de producción, tubería de revestimiento y todos los otros elementos estructurales (excepto los lastrabarrenas) usados en el pozo.
LandMark
WellCat
97
Propiedades de Grado Use la hoja de cálculo Inventories > Grade Properties para especificar las propiedades de grado y mecánicas para las sartas definidas en un archivo de pozo.
Ejercicio de Clase: Creando un Nuevo Grado Use la hoja de cálculo Inventories > Grade Properties para definir los grados VM HCQ125, 13CR-110, HCQ-125, HCP-110, y X-70 según se describió arriba.
LandMark
WellCat
98
Insertando una Tubería Nueva Seleccione una fila haciendo clic sobre el número de la fila debajo del punto en donde quiere insertar una nueva fila. Asegúrese de que la fila seleccionada tiene el OD de la tubería que usted quiere para la nueva fila porque ésta será automáticamente utilizada para la fila nueva. Use Edit > Insert Row para insertar la fila. Todos los datos contenidos en la fila serán insertadas dentro de la fila que usted añadió. Debe entonces seleccionar un grado para la tubería nueva. También puede cambiar los otros datos en la fila nueva.
Nota: Añadiendo Tubería… Para acelerar la entrada de tuberías nuevas, primero debe seleccionar una fila y luego insertar una fila, una fila idéntica a la seleccionada será insertada dentro de la hoja de cálculo. El campo Grade/Grado en la nueva fila quedará vacío. Esto elimina la necesidad de re-ingresar una gran cantidad de datos duplicados.
Ejercicio de Clase: Insertando una Tubería Nueva Para insertar una tubería nueva que no esté existente en el inventario, seleccione una fila haciendo clic sobre un número de fila. Use Edit > Insert Row para insertar una fila. Mucha de la información en la fila insertada se transferirá por default a la fila seleccionada. Usted debe tener el tamaño de tubería que quiere añadir, o haber seleccionado ALL/TODO en la lista en cascada Select Pipe OD/Seleccione el OD de la Tubería. Cree las tuberías descritas en la siguiente tabla.
LandMark
WellCat
Peso, lbm/ft Grado o Nombre ID, in Tipo Desviación, in Clasificación de estallido, psig Clasificación de colapso, psig Clasificación axial, lbf Dimensión Crítica – Estallido, % Dimensión Crítica – Colapso, % Dimensión Crítica –Axial, % Dimensión Crítica – Triaxial – Longitudinal, % Dimensión Critica – Triaxial – Hoop Costo Total Final, $
LandMark
99
OD 16” 95 HCP-110 14.868 Especial 14.75 6,810 2,580 3,019.000 87.5 100 100 100
11 ¾” 65 HCQ-125 10.682 Especial 10.625 9,940 6,540 2,352,010 87.5 100 100 100
OD 7” 32 HCQ-125 6.094 Especial 6.0 14,156 13,900 1,164,663 87.5 100 100 100
OD 5” 23.2 13CR-110 4.044 Especial 3.919 18,403 19,021.34 746,966 87.5 100 100 100
100 66.5
100
100 22.4
100 16.24
WellCat
100
Definiendo las Conexiones Propietarias Use la hoja de cálculo Inventories > Propietary Connections para especificar las características de las conexiones premium o modificadas. Por ejemplo, puede usar la hoja de cálculo para especificar las características de las conexiones premium o coples LTC modificados con un anillo de sello.
Ejercicio de Clase: Definiendo las Conexiones Propietarias Use Inventories > Propietary Connections para definir las conexiones propietarias según se describió en la hoja de cálculo previa. Estas conexiones se usarán cuando defina la configuración de la tubería de revestimiento y tubería de producción más tarde en este curso.
LandMark
WellCat
101
Definiendo las Propiedades de la Formación Use la hoja de cálculo Inventories > Formation Properties para especificar las propiedades térmicas y físicas para las formaciones.
Ejercicio de Clase: Definiendo las Propiedades de la Formación Use Inventories > Formation Properties para definir las propiedades de la formación según se describió en el cuadro de diálogo anterior.
Guardando la Plantilla del Curso de Capacitación Ejercicio de Clase: Guardando el Archivo de Plantillas Guarde la plantilla con la que ha estado trabajando en los dos últimos capítulos. Asigne el nombre MyTrainingTemplate.wct a la plantilla. Consulte “Saving a Template File/Guardando un Archivo de Plantillas” en la página 34 para más información sobre cómo guardar las plantillas.
LandMark
WellCat
102
Capítulo 5
Definiendo la Información del Pozo y de la Formación Antes de utilizar cualquiera de los módulos de WellCat, el pozo debe ser definido. Definir el pozo incluye especificar la trayectoria del pozo, las temperaturas no alteradas, las configuraciones de la tubería de revestimiento y la tubería de producción, los gradientes de poro y de fractura, el diseño de la sarta de trabajo, y otra información que describa la configuración del pozo y la sarta de trabajo. En este capítulo usted definirá el pozo. Aplicará la plantilla que ya creó. El pozo que usted defina será usado en todo el curso de capacitación mientras aprende acerca de los módulos Drill/Perforación, Prod, Casing/Tubería de Revestimiento, Tube/Tubería de Producción, y MultiString/MultiSarta. Consulte “Definiendo la Información del Pozo y de la Formación” en la página 26 para encontrar una lista de pasos de flujo de trabajo que serán cubiertos en este capítulo.
LandMark
WellCat
103
Ingresando Datos del Pozo Ejercicio de Clase: Creando el Archivo de Análisis y Aplicando la Plantilla del Curso Use File > New para crear un archivo de análisis nuevo. Usará este archivo de análisis durante este capítulo. Aplique la plantilla titulada MyTrainingTemplate. Esta es la plantilla que usted ya creó.
Usando el Menú Wellbore/Agujero El menú Wellbore se usa para definir la configuración del pozo y de la sarta de trabajo. El contenido del menú Wellbore varía dependiendo del módulo que haya seleccionado.
LandMark
WellCat
104
Ejercicio de Clase: Usando el Menú Wellbore Observe que el contenido del menú Wellbore varía dependiendo del módulo seleccionado, así como los datos que han sido especificados en otras opciones. Por ejemplo, la opción Offshore/Costa Afuera no está disponible (¡todavía!) porque usted no ha especificado si el pozo es terrestres o marino. La opción Cementing and Landing/Cementación y Anclaje no está disponible porque Drill/Perforación es el módulo activo. Cementing and Landing sólo está disponible cuando se usa el módulo Casing/Tubería de Revestimiento.
Ingresando Información General del Pozo
Ejercicio de Clase: Ingresando Información General del Pozo Use el wizard para entrar al cuadro de diálogo Wellbore > General e ingrese los datos según se especificó. Observe que usted debe especificar la elevación relativa a MSL cuando la RKB es el punto de referencia para un pozo en plataforma. La información especificada en este cuadro de diálogo determinará los siguientes requerimientos de datos. Por ejemplo, si usted selecciona Deviated/Desiado desde la lista en cascada de Deviation, se activará la opción Wellbore > Deviation en el menú Wellbore.
Especificando el Tirante de Agua y Profundidad del Cabezal
LandMark
WellCat
105
Use el cuadro de diálogo Wellbore > Offshore para especificar el tirante de agua. Los datos ingresados aquí determinarán las profundidades del colgador, la presión de poro en la línea de fondo, la forma del esquema del pozo por default, y afectarán el perfil de temperatura no alterada. Este cuadro de diálogo sólo está disponible si usted define Platform o Subsea como la localización en la pestaña Wellbore > General > Description. El cuadro de diálogo Offshore/Marino no estará activado si Onshore/Terrestre fue definido, y por lo tanto no será incluido en la Wizard List para los pozos Onshore/Terrestres. Especificando el Tirante de Agua y Profundidad del Cabezal de los Pozos en Plataforma.
Ejercicio de Clase: Definiendo el Tirante de Agua y Profundidad del Cabezal de los Pozos en Plataforma: Use el wizard para entrar al cuadro de diálogo Wellbore > Offshore y luego especifique el tirante de agua y la profundidad del cabezal según lo señalado. El tirante de agua generalmente no es el mismo que la profundidad de la línea de fondo. La profundidad de la línea de fondo es la suma de la elevación del punto de referencia especificado en la pestaña Wellbore > General > Description y el tirante de agua. Sin embargo, si selecciona MSL como el punto de referencia, la profundidad de la línea de fondo y el tirante de agua son idénticos. El valor de la profundidad de la línea de fondo es la profundidad del colgador de la sarta actual para un pozo sumergido. El valor del tirante de agua determina la presión de poro por default de la línea de fondo en la hoja de cálculo de Pore Pressure (en psi, la presión de poro en la línea de fondo es igual a 8.6 X 0.052 multiplicado por el tirante de agua). La profundidad de la línea de fondo se muestra en el Well Schematic/Esquema del Pozo. Si el tipo de pozo es un pozo sumergido, sólo se muestra el riser extendiéndose hasta la superficie desde la línea de fondo. El tirante de agua por default es 0. Si la RKB fue seleccionada como el punto de referencia en el cuadro de diálogo Wellbore > General, la profundidad del cabezal es medido desde la RKB para los pozos de plataforma. Si la MSL es seleccionada como el punto de referencia para los pozos de plataforma, la profundidad del cabezal se asume como el MSL y el campo queda desactivado.
LandMark
WellCat
106
Especificando el Tirante de Agua y la Profundidad del Cabezal para los Pozos Sumergidos Para los pozos sumergidos, el cuadro de diálogo permite ingresar información de las dimensiones del riser. Todas las sartas de tubería de revestimiento y de amarre se asumen que serán colgadas desde un cabezal hasta la línea de fondo. Sin embargo, la profundidad del colgador por default puede ser sobre-escrita en la hoja de cálculo Wellbore > Casing and Tubing Configuration/Configuración de la Tubería de Revestimiento y Tubería de Producción.
El cuadro de diálogo Offshore/Marino con sus opciones de riser sólo estará activado si usted definió Subsea/Sumergido como la localización en la pestaña de Wellbore > General > Description. El cuadro de diálogo Offshore estará desactivado si definió Onshore/Terrestre, y este cuadro de diálogo no se incluirá en la Wizard List.
LandMark
WellCat
107
Definiendo la Trayectoria del Pozo Usando el Editor de Trayectoria del Pozo Use la hoja de cálculo Wellbore > Wellpath Editor para definir una trayectoria observada del agujero. Esta hoja de cálculo sólo está disponible si usted seleccionó Deviated/Desviado desde la lista en cascada Deviation/Desviación en la pestaña Description/Descripción del cuadro de diálogo Wellbore > General. La hoja de cálculo del Wellpath Editor/Editor de Trayectoria de Pozo también se incluye en la lista Wizard cuando se selecciona Deviated desde la pestaña Wellbore > General > Description. Usted puede ver estos datos de la hoja de cálculo proyectados sobre un plano horizontal al seleccionar Results > Deviation > Plan View Plot. Los datos pueden ser visualizados en un plano de proyección de sección vertical al seleccionar Results > Deviation >Section View Plot. Un gráfico de severidad máxima de pata de perro (incluye DLS, Max DLS, y Cancelar Pata de Perro) como una función de profundidad, se puede visualizar seleccionando Results > Dogleg Profile Plot. La trayectoria del pozo, incluyendo los datos para las profundidades de interés analítico, puede ser vista en forma tabular seleccionando Results > Deviation > Deviation Profile.
LandMark
WellCat
108
Ejercicio de Clase: Definiendo la Trayectoria del Pozo Use el Wizard para entrar al Wellbore > Wellpath Editor y úselo para definir la trayectoria del pozo. Entre las primeras cinco filas según se definió arriba. El resto de los datos de la trayectoria del pozo serán importados desde un archivo en el ejercicio sobre “Importando Datos de la Trayectoria del Pozo” en la página 89.
Existen cuatro (4) modalidades de entrada de datos usados para especificar una trayectoria de pozo. Estos se pueden usar en cualquier combinación en diferentes profundidades. Aunque la MD-TVD es una opción, este método no puede ser combinado con otros tipos de modalidades de entradas. • Profundidad Medida, Inclinación y Azimut (MD-INC-AC) • Inclinación, Azimut y Profundidad Vertical Verdadera (INC-AZ-TVD) • Inclinación, Azimut y Severidad de Pata de Perro ()INC-AZ-DLS) • Profundidad Medida, Profundidad Vertical Verdadera (MD-TVD)
Importando los Datos de la Trayectoria del Pozo Use File > Import > Wellpath para importar los datos de trayectoria del pozo creados por un programa diferente (por ej.: COMPASS). El formato File/Archivo es extremadamente importante. Este archivo de texto debe contener filas de datos con tres columnas. La Columna 1 es para la profundidad medida, la Columna 2 es para la inclinación (0-90 grados), y la Columna 3 es para el azimut (0-360 grados). Las columnas pueden ser delimitadas con espacios, comas, o tabulaciones. Ejercicio de Clase: Importando los Datos de la Trayectoria del Pozo Use File > Import > Wellpath para importar el archivo WellPathData.txt. Este archivo contiene todos los datos de trayectoria para este pozo.
LandMark
WellCat
109
Definiendo el Perfil de Temperatura (Geotérmica) No Alterada La temperatura a la profundidad total del pozo puede ser especificada directamente o como un gradiente. Cuando el gradiente es especificado, la temperatura es calculada y viceversa. Si usted especifica la temperatura, ésta se aplica a la TVD del pozo en la profundidad indicada. Esta opción sólo está disponible cuando el módulo Drill está en uso.
Ejercicio de Clase: Definiendo el Perfil de Temperatura (Geotérmica) No Alterada Use el wizard para entrar al cuadro de diálogo Wellbore > Undisturbed Temperature y luego especifique el gradiente geotérmico. Asuma la temperatura superficial en 80 grados F, la línea de fondo es 40 grados F, y la temperatura a 20403 ft TVD es 279.5 grados F. Use la pestaña Wellbore > Undisturbed Temperature > Standard para especificar las temperaturas no alteradas (temperaturas de la roca si el pozo queda estático durante un largo período de tiempo) en la superficie, la TD del pozo y la línea de fondo para pozos marinos para un pozo con un perfil de temperatura lineal o temperatura no lineal (tal como un perfil de formación o un perfil de agua de mar con características termoclinales). Usted debe haber especificado un valor para la Well TD en la pestaña Wellbore > General > Description. La línea de fondo no queda accesible si usted no seleccionó Subsea o Platform como la Localización en la pestaña Wellbore > General > Description.
Añadiendo Más Detalle al Perfil de Temperatura No Alterada Use la pestaña Wellbore > Undisturbed Temperature > Additional para especificar datos adicionales de temperatura de formación. Estas temperaturas adicionales deben ser usadas para caracterizar una formación no lineal o perfil de agua de mar. Las temperaturas deben ser ingresadas sobre una base de TVD.
LandMark
WellCat
110
Las temperaturas intermedias son linealmente interpoladas entre los puntos especificados. Usted debe ingresar estas temperaturas adicionales el orden ascendente. Use estas filas para especificar los datos de temperatura adicional para definir mejor el perfil de temperatura (geotérmica) no alterada.
Ejercicio de Clase: Añadiendo Detalle al Perfil de Temperatura Geotérmica Use la pestaña Wellbore > Undisturbed Temperature > Additional para proporcionar más detalle al perfil de temperatura (geotérmica) no alterada. En 11,127 ft TVD la temperatura es de 198 grados F. en 12,627 ft TVD la temperatura es de 238 grados F.
LandMark
WellCat
111
Especificando las Capas de la Formación Las Capas de la Formación Sólo se Usan en los Módulos Drill y Prod. La información de las capas de formación sólo se usa en los módulos Drill y Prod. Si usted no está usando ninguno de estos módulos, no necesita usar la hoja de cálcula Wellbore > Lithology.
Especifique la TVD de la cima del intervalo y la base.
Seleccione Formation Properties desde la lista en cascada. Formation Properties se definen Usando la hoja de cálculo Inventories > Formation Properties.
Las capas de litología definidas con Yes/Sí pueden ser incluidas para modelar capas permeables durante las operaciones de inyección cuando se use el módulo Prod.
Ejercicio de Clase: Especificando las Capas de Formación Use la hoja de cálculo Wellbore > Lithology para especificar las capas de la formación descritas en el diálogo anterior. Use la hoja de cálculo Wellbore > Lithology para: • Especificar diferentes capas de la formación (litología) • Seleccionar diferentes propiedades térmicas para las capas con base en las entradas definidas por usuario en la hoja de cálculo Inventories > Formation Properties Estos datos también se usan para operaciones en Prod para definir las capas permeables cuando la opción Model Permeable Layers/Modele las Capas Permeables en el cuadro de diálogo Operations > Operations está activado.
LandMark
WellCat
112
Especificando la Configuración de la Tubería de Revestimiento y la Tubería de Producción
Los defaults de la profundidad del colgador se basan en la localización del poco (terrestre, platforma, o sumergido.
Entre las sartas en el orden en que serán corridas dentro del pozo.
La hoja de cálculo de String Sections/Tramos de Sartas Le permite entrar los detalles para cada sarta de TR o TP dedicando una fila a tramo de sarta. La hoja de cálculo String Sections sólo desplegará los datos correspondientes a la sarta de TR o TP actualmente seleccionada.
Este es el fluido en el anular cuando la TR es corrida y es usada cuando se establecen las condiciones iniciales
Las listas en cascada de de OD, Hole Size, y Fluido Anular se basan en las entradas en Inventories > Pipes, Inventories > Bit Sizes, e Inventories > Fluids.
Las celdas que no son aplicables al nombre o tipo de la sarta están desactivadas.
Sólo aquellos materiales definidos como materiales de aislamiento en la hoja de cálculo Wellbore > Heat Conduction Properties spreadsheet estarán enlistados.
Use la hoja de cálculo Wellbore > Casing and Tubing Configuration para especificar y modificar las características de cada sarta de TR y de TP para el pozo. Necesitará escribir estos valores antes de que pueda proceder con otras operaciones de WellCat, tal como LandMark
WellCat
113
Loads > Loads y los cuadros de diálogo Wellbore > Packers. Los valores ingresados en esta hoja de cálculo también se usan como valores de campo por default en algunas operaciones.
Antes que pueda usar esta hoja de cálculo, usted debe haber, previamente: • Especificado un valor para Well TD en la pestaña Wellbore > General > Description. • Escrito los valores apropiados en la hoja de cálculo Inventories > Proprietary Connections. • Escrito los valores en las pestañas de cuadro de diálogo Inventories > Fluid Inventories. • Escrito datos en las hojas de cálculo Inventories > Bit Sizes [Hole Size] e Inventories > Pipes.
LandMark
WellCat
LandMark
114
WellCat
115
Revisando el Contenido del Anular Esta es la profundidad medida de la cima y la base del intervalo.
Desde la lista en cascada, seleccione el fluido que está en la parte externa de la sarta. Si el fluido deseado no está en la lista, use el cuadro de diálogo Inventories > Fluids para definirlo. Todos los fluidos definidos en la hoja de cálculo Inventories > Fluids están enlistados en esta lista en cascada.
El intervalo de cemento se base en el ingreso de datos en el Casing and Tubing Configuration/Configuración de TR y TP. Ejercicio de Clase: Revisando el Contenido del Anular Ingrese a la hoja de cálculo Wellbore > Annulux Contents y revise los fluidos del anular para cada una de las tuberías de revestimiento especificada en la hoja de cálculo Casing and Tubing Configuration. La información de la hoja de cálculo proviene del ingreso de datos en la hoja de cálculo de Casing and Tubing Configuration.
Use la hoja de cálculo Wellbore > Annulus Contents para especificar los tramos de líquidos, gases y cementos en el anular de la sarta actual. Cuando especifique una sarta usando la hoja de cálculo Wellbore > Casing and Tubing Configuration, los valores de default apropiados son ingresados automáticamente en la hoja de cálculo Annulus Contents. No obstante, usted puede cambiar los fluidos del anular si lo desea. Por ejemplo, si seleccionó una sarta de tubería de revestimiento, el programa despliega una entrada para el fluido y una entrada para el cemento. Usted puede cambiar las entradas del contenido del anular. Sin embargo, cuando menos un fluido descrito deberá coincidir con el fluido definido en la columna de Annulus Fluid en la hoja de cálculo Wellbore > Casing and Tubing Configuration. Cuando usa el módulo Tube, la hoja de cálculo Annular Contents describe lo que está en el anular en las condiciones iniciales, y afecta la simulación térmica. El módulo Casing usa datos especificados en el cuadro de diálogo Wellbore > Cement and Landing para determinar las condiciones iniciales. Casing usa la hoja de cálculo
LandMark
WellCat
116
Annular Contents para realizar la simulación térmica y es un medio para especificar más de un fluido anular.
Definiendo la Presión de Poro Haga clic para cambiar al gráfico de Presión de Poro.
Haga clic para enviar los datos de presión de poro a Excel.
Ejercicio de Clase: Definiendo los Datos de Presión de Poro Ingrese a la hoja de cálculo Wellbore > Pore Pressure y escriba en las primeras cinco filas de datos como se muestra. Use la hoja de cálculo Wellbore > Pore Pressure para definir el perfil de presión de poro como una función de profundidad. Los datos escritos en esta hoja de cálculo se usan para calcular los perfiles de presión externa y para proporcionar los valores por default para los casos de carga especificados en el cuadro de diálogo Loads > Loads. Para los pozos marinos, la presión de poro en la línea de fondo automáticamente será calculada asumiendo una densidad de agua de 8.6 ppg. Para los pozos en tierra, la presión de poro a nivel de suelo será automáticamente calculada usando 8.33 ppg. Usted puede editar estos valores.
LandMark
WellCat
117
Importando los Datos de Presión de Poro Use el comando File > Import > Pore Pressure para importar los datos de presión de poro en formato ASCII dentro de la hoja de cálculo de Wellbore > Pore Pressure. Se abre un cuadro de diálogo para selección de archivos, permitiéndole buscar el archivo que quiere importar. Cuando usted localiza el archivo, haga clic a Open/Abrir para proceder a importar. Después de haber importado los datos, la hoja de cálculo de Pore Pressure será desplegada en la ventana activa. Nota: Cuando los datos son importados… Cuando los datos son importados, los datos actuales de presión de poro serán sustituidos! Características Importantes de Archivo • El archivo a ser importado debe estar en formado ASCII. • Los datos pueden estar delimitados por un valor no numérico excepto para un punto decimal. • Sólo las dos primeras columnas en el archivo serán importados. La primera columna debe ser profundidad (usando las unidades actuales del despliegue) y la segunda columna es presión (usando las unidades actuales del despliegue). Todas las otras columnas serán ignoradas.
Ejercicio de Clase: Importando los Datos de Presión de Poro Use File > Import > Pore Pressure para importar el archivo TrainingPorePressure.txt.
LandMark
WellCat
118
Visualizando el Gráfico de Presión de Poro
Observe las zonas de alta presión.
Ejercicio de Clase: Visualizando el Gráfico de Presión de Poro Use el gráfico Pore Pressure para ver los datos de presión de poro como Presión o EMW vs. Profundidad Medida. Para entrar al gráfico de Presión de Poro, haga clic al botón de la barra de herramientas.
LandMark
WellCat
119
Definiendo el Gradiente de Fractura
Ejercicio de Clase: Definiendo los Datos del Gradiente de Fractura Ingrese a la hoja de cálculo Wellbore > Fracture Gradient y entre las cinco primeras filas de datos como se mostró. Use la hoja de cálculo Wellbore > Fracture Gradient para definir el perfil de presión de fractura como una función de profundidad. Los datos escritos en esta hoja de cálculo se usan para proporcionar los valores por default para los casos de carga especificados en el cuadro de diálogo Loads > Loads. El gradiente de fractura en la línea de fondo (para pozos marinos) o al nivel de suelo (para pozos en tierra) pasará automáticamente a 9.0 ppg EMW. Usted puede cambiar este valor. Use el gráfico Fracture Gradient para ver los datos de fractura como Presión o EMW vs. Profundidad Medida. Para entrar al gráfico Fracture Gradient, haga clic al botón de la barra de herramientas. Importando los Datos de Gradiente de Fractura Usando el comando File > Import > Fracture Gradient usted puede importar los datos del gradiente de fractura en formato ASCII dentro de la hoja de cálculo. Ejercicio de Clase: Importando los Datos de Gradiente de Fractura Use File > Import > TrainingFractureGradient.txt.
LandMark
Fracture
Gradient
para
importar
el
archivo
WellCat
120
Visualizando el Gráfico de Gradiente de Fractura
Ejercicio de Clase: Visualizando el Gráfico de Gradiente de Fractura Use el gráfico de Fracture Gradient para ver los datos de presión de fractura como Presión o EMW vs. Profundidad Medida. Para entrar al gráfico de Fracture Gradient, haga clic al botón de la barra de herramientas.
LandMark
WellCat
121
Visualizando el Esquema del Pozo
Use el comando Wellbore > Well Schematic > General para desplegar gráficamente como un esquema la configuración completa del pozo especificada en la hoja de cálculo Wellbore > Casing and Tubing Configuration. Ejercicio de Clase: Visualizando el Esquema del Pozo Use Wellbore > Well Schematic > General para ver la configuración del pozo como lo ha definido. Este pozo será usado durante todo el resto del curso.
Configurando el Esquema del Pozo
LandMark
WellCat
122
En las opciones Wellbore > Well Schematic, la características clic derecho permite desplegar los diferentes marcadores en el esquema, incluyendo: TOC, sarta telescopiada, y el nivel medio del mar.
LandMark
WellCat
123
Capítulo 6
Usando Drill/Simulación El módulo Drill/Simulación de WellCat se usa para simular flujo de fluido y transferencia de calor durante las operaciones de perforación. Éste tiene análisis temporal completo, análisis enlazado con Casing, y es una herramienta de ingeniería de ambiente Windows avanzado para predecir: • Temperaturas de Cementación • Hidráulicos de Alta Presión-Alta Temperatura • Temperaturas de la herramienta de fondo • Cargas de servicio de la tubería de revestimiento durante perforación • Perfil de temperatura no alterada desde los datos de registros Drill tiene las siguientes características funcionales: • Modelado de perturbaciones térmicas debido a perforación desde el ingreso de días de perforación, horas de rotación, y condiciones de flujo promedio. • Corrección de fluido de perforación, reología del cemento y densidad para temperatura de fondo y presión. • Modelado para pozos desviados y costa afuera • Determinación del perfil de temperatura no alterada derivado de los datos del registro. • Determinación de las temperaturas de circulación, presiones y densidades de circulación efectiva para perforación, acondicionamiento del agujero y operaciones de cementación • Modelando para tubería de revestimiento y cementación del liner, inyecciones de cemento y asentamiento de tapón de cemento • Calculando las temperaturas de colocación de la lechada y acumulación de temperatura, de inicio a fin • Determinación de las temperaturas de la tubería de revestimiento en pos-cementación para anclaje, temperaturas de la TR durante perforación de intervalos más profundos
LandMark
WellCat
124
Flujo de Trabajo de la Capacitación En esta sección del curso aprenderá cómo utilizar el módulo Drill/Simulación. Usted estará perforando el tramo de agujero abierto de 17 ½” y corriendo tubería de revestimiento de 16”. Usted ha estado trabajando en el diseño del archivo de plantillas para usarlo en este curso. Para asegurar que todos los participantes del curso están trabajando con los mismos datos, abrirá un archivo de análisis que ya ha sido configurado por usted. Este archivo está titulado CourseDrill y contiene todos los datos que ya ha ingresado. Ejercicio de Clase: Abriendo el Archivo de Datos de Simulación Use File > Open para abrir el archivo titulado CourseDrill.wcd. Cierre el otro archivo con el que ha estado trabajando.
Consulte “Usando Drill” en la página 27 para una lista de pasos de flujo de trabajo que será cubierto en este capítulo.
LandMark
WellCat
125
Seleccionando el Módulo Drill Para seleccionar el Módulo Drill, usted primero debe tener activo el WellCat. Consulte “Iniciando” en la página 32 para instrucciones sobre iniciar el WellCat. Ejercicio de Clase: Seleccionando el Módulo Drill Haga clic al botón Drill
de la barra de herramienta para activar el Módulo Drill.
Después de activar el WellCat, clic a sobre la Barra de Herramientas de Product. La alternativa es usar Tools > Select Product > Drill.
LandMark
WellCat
126
Especificando los Tiempos de Viajes
Especifique los tiempos de operación para el viaje de la tubería, el BHA, y el equipo de registro. Los valores por default se proporcionan si los quiere usar.
Use el cuadro de diálogo Operations > Operation Times para definir los valores del tiempo de corrida para la tubería de perforación, los BHA, y el equipo de registro. Estos valores se usan durante los cálculos de las operaciones de perforación.
LandMark
WellCat
127
Definiendo las Operaciones de Perforación En esta sección del curso, usted definirá todas las cargas que se requieren para perforar el tramo de agujero de 17 ½” y para cementar la tubería de revestimiento de 16”. Creará y definirá muchos detalles para las siguientes operaciones: • Perforando agujero de 17 ½” y bajo-repasado a 20” • Toma de información del agujero de 17 ½” • Acondicionamiento OH de 17 ½” • Corriendo la tubería de revestimiento de 16” • Cementando la tubería de revestimiento de 16”
Creando una Operación de Perforación Para crear una operación de perforación, debe activar el módulo Drill haciendo clic al botón de la barra de herramientas. Luego, entre al cuadro de diálogo Operations > Drilling Operations. Use el cuadro de diálogo Drilling Operations/Operaciones de Perforación para asignar un nombre a la operación y para especificar cuándo ocurre la operación. Usted debe entonces especificar muchos detalles que definirán esa operación.
Definiendo los Detalles de la Operación de Perforación Haga clic al botón Details/Detalles para definir los detalles de una operación de perforación que usted ha creado. El cuadro de diálogo de Drill Operation Details/Detalles de la Operación de Perf contiene varias pestañas que usará para entrar los parámetros requeridos para completar las definiciones de la operación de perforación. Las pestañas disponibles se determinan por medio de las selecciones hechas en el cuadro de diálogo Drilling Operations/Operaciones de Perforación. Para entrar a las pestañas de Detalles de Operación de Perforación: 1. Drill debe estar en uso 2. Usando Operations > Drilling Operations: • Seleccione el tipo de Operación.
LandMark
WellCat
128
• Defina un Prior Drill Operation/Operación Previa a Simulación • Especifique el Next Casing String/Sarta de TR Siguiente • Haga clic en Details para desplegar el cuadro de diálogo Drill Operation Details. Ahora comenzará a definir las operaciones de perforación para la sección de agujero de 17 ½”.
Perforando el Tramo de Agujero de 17 ½” y repasado a 20” En esta sección del curso, definirá la operación describiendo la perforación del tramo de agujero de 17 ½. Use el cuadro de diálogo Operations > Drilling Operations para especificar el nombre para una operación y valores esenciales (tales como tipo de operación, tramo de agujero, o tubería) que serán modelados or la operación. Las selecciones que realice en este diálogo determina las pestañas que estarán disponibles en el cuadro de diálogos Operations > Drilling Operations > Drill Operation Details para que usted complete la entrada de datos para la operación de perforación. Después de realizar sus selecciones, haga clic a Details para entrar al cuadro de diálogo Drill Operation Details para que los valores de la operación de perforación específica puedan ser completados.
Definiendo los Detalles de Operación Las pestañas para el cuadro de diálogo Operations > Drilling Operations > Drill Operations Details variarán dependiendo en el Operation Type/Tipo de Operación actualmente seleccionada. El contenido de las pestañas puede variar dependiendo de la operación seleccionada. Cada tipo de diálogo tiene una pestaña de Comments/Comentarios para registrar información adicional.
LandMark
WellCat
La información desplegada en este cuadro de diálogo corresponde a la operación seleccionada.
129 Seleccione el tipo de operación que mejor describa la operación. Use la lista Prior Drill Operation para asignar a la operación un lugar en la secuencia de las operaciones. Use la lista Next Casing String para seleccionar la siguiente sarta de TR que será corrida después de esta operación.
Cada una de estas distintivas actividades es creada y enlistada primero en la sección Operation Name/Nombre de Operación del cuadro de diálogo. El resto del cuadro de diálogos despliega los datos correspondientes a la currently selected operation/ operación actualmente seleccionada. Para crear una operación, simplemente escriba el nombre nuevo en el siguiente espacio vacío en el cuadro al final de la lista. Haga clic al botón Details para especificar la información acerca de la operación.
Ejercicio de Clase: Creando la operación de Perforación de 17 ½” OH, UR 20” Use el cuadro de diálogo Operations > Drilling Operations para crear la operación Drill 17 ½” OH, UR 20” según descrito en la ventana de arriba. Asigne el nombre a la operación de Drill 17 ½” OH, UR 20”. El tipo de operación es Drilling, la operación de perforación anterior es Cement 18 5/8” Casing. Haga clic al botón Details para definir los detalles de la operación.
LandMark
WellCat
130
Usando la Pestaña Drilling/Perforación
Para el intervalo de perforación, la entrada inicial y la sacada final son consideradas un viaje redondo.
Especifique los días a perforar, incluyendo tiempo en fondo y tiempo de viaje.
Usualmente las profundidades de Start/Inicio y End/Fin son para una etapa completa del agujero. Sin embargo, usted podría especificar un intervalo más pequeño si quiere meter una corrida separada de la barrena.
La sección del reforzador de la bomba sólo se activa si un riser está presente.
Ejercicio de Clase: Usando la Pestaña de Perforación Entre a la pestaña Drilling. Para la operación Drill 17 ½” OH, UR 20”, defina los detalles según descritos arriba. Use la pestaña Operations > Drilling Operations > Details > Drilling para definir los parámetros requeridos para modelar las actividades durante una operación de perforación. Este evento modela la perforación proveniente de una zapata de tubería de revestimiento previo a la profundidad de asentamiento de la tubería asociada. Una serie de operaciones de viaje y perforación son simuladas en este evento. Si lo desea, el intervalo de perforación puede ser subdividido en varios eventos de perforación. El proceso de perforación altera el agujero del pozo, calentando los tramos superiores y enfriando los tramos inferiores. Esta situación puede tener efectos importantes en las temperaturas experimentadas en las operaciones siguientes. Los resultados para este
LandMark
WellCat
131
evento incluyen los incrementos de temperatura con tiempo de los perfiles de temperatura y presión mientras circula en la TD del intervalo.
Usando la Pestaña de Fluidos de Perforación La Temperatura Inicial de la Presa de Lodos es un campo calculado si usted calculó los resultados para la operación anterior. No se preocupe si la temperatura que ve no se ajusta a esta pantalla. En este ejemplo, los resultados han sido calculados, así que, esta es una temperatura calculada.
Ejercicio de Clase: Usando la Pestaña Fluidos de Perforación Entre a la Pestaña Fluidos de Perforación. Para la operación Drill 17 ½” OH, UR 20”, defina los detalles como se describió arriba. Para más información en el uso de esta pestaña, consulte “Usando la Pestaña de Fluidos de Perforación” en la página 123. Las operaciones enlazadas a operaciones anteriores heredarán los defaults de las operaciones anteriores, así como los resultados al final de la operación anterior (Por ej.: temperatura inicial de la presa de lodos). Por consecuencia, la entrada manual de algunos datos no se requiere (por ej.: temperatura inicial de la presa de lodos).
LandMark
WellCat
132
Usando la Pestaña de Sarta de Perforación
Ejercicio de Clase: Usando la Pestaña de Simule la Sarta Entre a la Pestaña Simule la Sarta. Para la operación Drill 17 ½” OH, UR 20”, defina los detalles como se describieron arriba. Use la simulación de la sarta definida para la operación anterior. Para más información en el uso de esta pestaña, consulte “Usando la Pestaña Simule la Sarta” en la página 124.
LandMark
WellCat
133
Usando Ocean Current Tab/Pestaña de Corriente del Oceáno Marque en este cuadro de selección para hacer que el programa modele una capa no-convectiva (como el lodo gelado) sobre cualquier pozo marino en la pared de la sarta más distanciada. (No se tiene que usar un riser). Un fluido tal como un lodo estándar, lodo compuesto o salmuera con una densidad mayor a 8.6 ppg debe haber sido previamente especificado en la lista botón de gota de la hoja de cálculo Annulus Contents/Contenido del Anular.
Marque este cuadro de selección para usar la información escrita en la tabla. En la tabla, especifique la corriente del agua contra las profundidades para operaciones de producción y perforación. Se pueden especificar hasta 30 capas en la tabla. Especifique la cima, la base, y la velocidad de la corriente de cada capa necesitada.
Ejercicio de Clase: Usando la Pestaña Corriente Oceánica Entre a Ocean Current Tab. Revise la pestaña. Esta pestaña no será usada para ninguna operación en este ejercicio. Asegúrese de que ningún cuadro en el cuadro de diálogo está seleccionado para esta operación, o para cualquier otra operación en el ejercicio. Toma de Información del Tramo de Agujero de 17 ½” ( Repasado de 20”) A continuación, usted definirá la operación describiendo la toma de información del tramo de agujero de 17 ½”.
LandMark
WellCat
134
Ejercicio de Clase: Toma de Información del Tramo de Agujero de 17 ½” Use el cuadro de diálogo Operations > Drilling Operations para crear la operación Log 17 ½” OH, UR 20” como se describió arriba. Haga clic al botón Details para definir los detalles de la operación.
LandMark
WellCat
135
Usando la Logging Tab/Pestaña de Toma de Información Especifique la cantidad total de tiempo (en horas) para correr la herramienta de toma de información al fondo del intervalo y para realizar la operación de toma de información. Use Validate Simulation With Log Data/Validar Simulación con Datos del Registro para definir las temperaturas contra el tiempo desde la última operación de circulación en profundidades especificadas. Estos datos son usados para compararlos con los resultados de la simulación de toma de información.
Ejercicio de Clase: Usando la Pestaña de Toma de Información Entre a Logging Tab. Para la operación Log ½” OH, UR 20”, defina los detalles como se describió arriba. Use la pestaña Looging para definir la cantidad total de tiempo que requiere tomar información en un intervalo. Para este tipo de operación, el código de ingeniería calcula temperaturas como una función de tiempo. Para entrar a esta pestaña, usted debe usar Drill. Seleccione Toma de Información como el tipo de operación en el cuadro de diálogo Drilling > Drilling Operations, haga clic en Details para desplegar el cuadro de diálogo Drill Operation Details.
LandMark
WellCat
136
Usando la Pestaña Logging
Ejercicio de Clase: Usando Drilling Fluid Tab Entre a Drilling Fluid Tab. Para la operación Log ½” OH, UR 20”, defina los detalles a como se describió arriba. Consulte “Usando la Pestaña de Fluidos de Perforación” en la página 123 para más información.
Usando la Pestaña Ocean Current Ejercicio de Clase: Usado la Pestaña Ocean Current Entre a la pestaña Ocean Current para esta operación. Asegúrese de que ninguno de los cuadros está marcado. Consulte “Usando la Pestaña de Corriente Oceánica” en la página 117 para más información acerca de esta pestaña.
LandMark
WellCat
137
Acondicionando el Agujero Descubierto de 17 ½”
Ejercicio de Clase: Acondicionando el Agujero Descubierto de 17 ½” Use el cuadro de diálogo Operations > Drilling Operations para definir la operación para acondicionamiento del agujero de 17 ½”. Asigne el nombre a la operación de Conditioning 17 ½” OH, UR 20”.
LandMark
WellCat
138
Usando la Pestaña Trip Pipe & Circulate/Tubería de Viaje y Circulación Especifique el tiempo que se requiere para el viaje de la sarta de perforación en el agujero hasta la profundidad de circulación. Los defaults se basan en el cuadro de diálogo de datos Operations > Operation Times. Marque este cuadro para indicar que el siguiente evento no es una operación de perforación. Si este cuadro no está marcado, la simulación modelará circulación de fluidos en el intervalo de agujero descubierto donde la siguiente sarta de TR será corrida y cementada. Si está marcado, la simulación modelará circulación de fluidos dentro de la siguiente sarta de TR.
Ejercicio de Clase: Usando la Pestaña Drilling Haga clic en el botón Details para entrar a esta pestaña. Especifique la información como se describió arriba. Para entrar a esta pestaña, usted debe estar usando Drill y haber seleccionado Trip Pipe & Circulate como el tipo de operación. Haga clic a Details para desplegar el cuadro de diálogo Drill Operation Details. Trip Pipe & Circulate es la primera pestaña en el cuadro de diálogo. Use la pestaña Trip Pipe & Circulate para definir los parámetros requeridos para modelar el viaje de la tubería de simulación dentro del agujero, circulando fluido para condicionar el pozo, y posiblemente sacar la sarta de perforación del agujero. Este evento modela el viaje en el agujero con la tubería de simulación, circulación y sacando del agujero antes de correr la siguiente sarta de tubería de revestimiento. La profundidad de circulación por default es la profundidad de la zapata de la siguiente sarta de tubería de revestimiento.
LandMark
WellCat
139
Los resultados incluyen temperaturas de circulación-contra-tiempo, y los perfiles de temperatura y presión al final de circulación. Los resultados de este evento pueden ser comparados con las mediciones hoyo abajo tomadas en un viaje de limpieza, y usados para calibrar las predicciones de temperatura de cementación.
Usando la Pestaña Drilling Fluid/Fluido de Perforación Seleccione el fluido de perforación desde la lista de botón de gota o seleccione el inventario desde la lista para entrar al inventario Inventories > Fluids. Sólo están enlistados los fluidos definidos usando el inventario de Fluidos. Use Average Inlet Temperature/Temperatura Promedio de Entrada está desactivado si el botón Use Mud Pit to Calculate Inlet Temperaturae/Use Presa de Lodos para Calcular la Temperatura de Entrada está marcado.
Ejercicio de Clase: Usando la Pestaña Drilling Fluid Entre a la pestaña Drilling Fluid e ingrese los datos especificados arriba. Use la pestaña Operations > Drilling Operations > Details > Drilling Fluid para especificar el fluido de perforación usado para la operación, y cómo la temperatura del fluido de perforación será modelada mientras éste está siendo bombeado dentro del pozo.
LandMark
WellCat
140
Usando la Pestaña Drill String/Sarta de Perforación Las listas de botón de gota para Type, OD, Weight, y Grade están todas basadas en el inventario Inventories > Pipes
Esta lista de botón de gota permite la selección de una sarta de perforación previamente definida que fue usada en una operación anterior.
Especifique la información acerca de la barrena de simulación que está siendo usada. Esta opción sólo está activada para las operaciones Drilling o Trip Pipe & Circulate. Los datos de barrena se usan para determinar la caída de presión a través de la cara de la barrena y la energía térmica generada debido a la caída de presión a través de la barrena Ejercicio de Clase: Usando la Pestaña Drill String Entre a la Pestaña Drill String y defina los detalles como se describió arriba. Use la pestaña Drill String para definir todos los componentes que forman una sarta de drill, incluyendo los lastrabarrenas, la tubería de perforación, tubería de peso pesado (HWDP), y la barrena. La hoja de cálculo de la sarta de simulación en el cuadro del grupo de Configuración se usa para definir la sarta de simulación para la operación actual. Usando la Pestaña Ocean Current Ejercicio de Clase: Usando la Pestaña Ocean Current Entre a la pestaña Ocean Current para esta operación. Asegúrese de que ningún cuadro está marcado. Consulte “Usando la Pestaña de Corriente Oceánica” en la página 117 para más información sobre esta pestaña.
LandMark
WellCat
141
Corriendo la Tubería de Revestimiento de 16” En esta sección del curso, usted definirá la operación para correr la tubería de revestimiento de 16” en el tramo de agujero de 17 ½”.
Ejercicio de Clase: Creando la Operación de RIH Con Tubería de Revestimiento de 16” Use el cuadro de diálogo Operations > Drilling Operations para crear la operación RIH Tubería de Revestimiento de 16” según se describe en la pantalla de arriba. Haga clic al botón Details para definir los detalles de la operación.
LandMark
WellCat
142
Usando la Pestaña Run Casing & Circulate/Correr Tubería de Revestimiento y Circular
La velocidad a la cual el fluido de perforación es circulado alrededor de la tubería de revestimiento.
Ejercicio de Clase: Usando la Pestaña Run Casing & Circulate/Correr Tubería de Revestimiento y Circular Entre a la pestaña Run Casing & Circulate. Para la operación RIH 16” Casing, defina los detalles como se describió arriba. Use la pestaña Run Casing & Circulate para definir los parámetros requeridos para calcular la operación de circulación que es conducida cuando la tubería de revestimiento es corrida en el hoyo antes de una operación principal de cementación. Para entrar a esta pestaña, usted debe estar usando Drill. Seleccione Run Casing & Circulate desde el cuadro de la lista de botón de gota Operation Type/Tipo de Operación en el cuadro de diálogo Operations > Drilling Operations, seleccione una operación Prior Drill/Antes de Simulación, especifique Next Casing String/Sarta de TR Siguiente, haga clic en Details para desplegar el cuadro de diálogo Detalles de la Operación de Simulación. Este evento modela el viaje en el hoyo con la sarta de TR, especificada y siguiente, circulando, y permaneciendo estático antes de anclar la sarta sin cementarla. Los resultados incluyen temperaturas de circulación-contra-tiempo, y perfiles de temperatura y presión al final de la circulación. Los resultados de este evento pueden ser comparados con las mediciones hoyo abajo tomadas en un viaje de limpieza y usadas para calibrar las predicciones de temperatura de cementación. El perfil de temperatura simulada al final de este evento puede ser usado como condiciones iniciales cuando se realice un análisis de esfuerzo sobre una sarta no cementada. El evento pretende ser usado con los liners de amarre y tapajuntas no cementados.
LandMark
WellCat
143
Esta operación generalmente precede a Primary Cementing Operation/Operación de Cementación Principal
Usando la Pestaña Drilling Fluid
Ejercicio de Clase: Usando la Pestaña Drilling Fluid Entre a la Pestaña Drilling Fluid. Para la operación RIH 16” Casing, defina los detalles descritos arriba. Para más información sobre el uso de esta pestaña, consulte “Usando la Pestaña de Fluidos de Perforación” en la página 123. Usando la Pestaña Ocean Current Ejercicio de Clase: Usando la Pestaña Ocean Current Entre a la pestaña Ocean Current para esta operación. Asegúrese de que ningún cuadro está marcado. Consulte “Usando la Pestaña Ocean Current” en la página 117 para más información sobre esta pestaña.
LandMark
WellCat
144
Cementando la Tubería de Revestimiento de 16” Después de correr la tubería de revestimiento, usted definirá la operación para cementar la tubería de revestimiento de 16” en el tramo del hoyo de 17 ½”.
Ejercicio de Clase: Creando la Operación de Cementar la TR de 16” Use el cuadro de diálogo Operations > Drilling Operations para crear la operación Cement 16” Casing como se describió arriba. Haga clic en el botón Details para definir los detalles de la operación.
LandMark
WellCat
145
Usando la Pestaña Primary Cementing/Cementación Principal
Haga clic a Displacement not Drilling Mud/Desplazamiento no Lodo de Perforación si quiere especificar un fluido diferente al fluido de perforación como un fluido de desplazamiento
Esta opción es para las sartas internas donde los volúmenes de cemento son relativamente pequeños. Usar esta opción sobre las sartas externas más grandes probablemente causará que el código de ingeniería se cierre prematuramente debido a incremento excesivo de temperatura como un resultado del gran volumen de cemento.
Seleccione este cuadro para generar un archivo que puede ser importado en el software OptiCem de Landmark para cementación. Ejercicio de Clase: Usando la Pestaña Primary Cementing/Cementación Principal Entre a la pestaña Primary Cementing. Ingrese los datos como se describió en la pantalla de arriba.
Use la pestaña Primary Cementing para definir los detalles acerca de la operación de cementación para la siguiente sarta de tubería de revestimiento especificada. Para entrar a esta pestaña, usted debe estar usando Drill. Seleccione Primary Cementing como el tipo de operación en el cuadro de diálogo Operations > Drilling Operations, defina Prior Operation, especifique Next Casing String, haga clic a Details para desplegar el cuadro de diálogo Drill Operation Details/Detalles de Simulación de Operación. Este evento modela el viaje de la siguiente sarta de tubería de revestimiento dentro del hoyo, y circulando, bombeando, desplazando cemento, y esperando fraguado de cemento. Los resultados incluyen presiones y temperaturas de cementación, y pueden ser usados en lugar de las cédulas de cementación de la API para designar la lechada de cemento. El
LandMark
WellCat
146
perfil de temperatura simulado al final de este evento puede ser usado como condiciones iniciales cuando se realizan análisis de esfuerzo sobre una sarta cementada. Para intervalos de cementación largos donde la clasificación de presión de fractura de la formación podría ser menor a lo deseable, la práctica común es usar una lechada de avance ligera para proporcionar la integridad del cemento sin romper la formación, y luego seguir con una lechada final más pesada en el fondo de la sarta.
Usando la Pestaña Drilling Fluid
Ejercicio de Clase: Usando la Pestaña Drilling Fluid Entre a la pestaña Drilling Fluid para la operación Cement 16” Casing y especifique los detalles igual a la pantalla de arriba. Para más información sobre el uso de esta pestaña, consulte “Usando la Pestaña De Fluidos de Perforación” en la página 123.
Usando la Pestaña Ocean Current Ejercicio de Clase: Usando la Pestaña Ocean Current Entre a la pestaña Ocean Current para esta operación. Asegúrese de que ningún cuadro está marcado. Consulte “Usando la Pestaña Corriente Oceánica” en la página 117 para más información sobre esta pestaña.
LandMark
WellCat
147
Calculando Drill Results/Resultados de Simulación Después de que haya definido todas las operaciones de perforación, está listo para calcular y ver los resultados. Existen varias maneras de entrar al cuadro de diálogo Calculte/Calcular. 1. Use Results > Calculate 2. Haga clic al botón
de la barra de herramientas
3. Presione la tecla F8 en el teclado 4. Seleccione Calculate usando el Wizard.
Calcular es la última partida en la lista Wizard.
Seleccionando las Operaciones Para las Que Quiere Calcular los Resultados Cuando usted calcula resultados, se le pedirá seleccionar las operaciones para las que quiere calcular los resultados. El cuadro de diálogo Results > Calculate se usa para seleccionar las operaciones.
LandMark
WellCat
148
Por default todas las operaciones que han sido calculadas son seleccionadas cuando el cuadro de diálogo se despliega primero, pero usted puede seleccionar un subconjunto de estas operaciones usando las teclas Shift y CTRL. Es buena práctica selecionar todas las operaciones para cálculos – sólo asegúrese de que una una operación no queda
Haga clic a Calculate/Calcular para calcular los resultados para las operaciones seleccionadas.
Haga clic a Diagnostics/diagnóstic os para desplegar los datos de ingeniería antes y después de cada cálculo
La barra de avance es un indicador del proceso de cálculo.
Ejercicio de Clase: Seleccionando las Operaciones Para Las Que Usted Quiere Calcular Resultados Use el cuadro de diálogo Results > Calculate para seleccionar las operaciones que definió para el tramo de hoyo de 17 ½”.
LandMark
WellCat
149
Analizando los Resultados de Simulación Después que usted calcule los resultados usando Results > Calculate, los resultados está disponibles para ser analizados. Los resultados están todos disponibles usando el menú Resultados y están divididos en tres categorías principales: • Single Operation/Operación Individual – El sub-menú Single Operation contiene los resultados térmicos e hidráulicos que pueden ser vistos para todos los tramos del pozo asociados con una operación particular. Esta operación se denomina Current Operation/Operación Actual. • Summaries/Resumen – El sub-menú Summaries contiene los resultados resumidos para cada operación. Similar a los resultados de Single Operation, los Resúmenes sólo se despliegan para la operación actual. • Multiple Operations/Operaciones Múltiples – Los resultados disponibles bajo el submenú Multiple Operations compara los resultados de una operación con aquellas de otras. Esto es útil para análisis de sensibilidad. La operación actual también puede ser seleccionada usando el Output Wizard mostrado en la siguiente página.
Seleccionando la Operación Actual para Vistas de Resultados Sencillos y de Resumen Para las vistas tipo resultados de Single Operation y Summaries, usted debe seleccionar Current Operation para indicar la operación o carga en la que está interesado en analizar. Puede seleccionar Current Operation en las siguientes dos maneras.
LandMark
WellCat
150
• Seleccione la operación actual usando Results > Current Operation. La operación seleccionada actualmente siempre se mostrará con una marca.
Seleccione la operación de la que quiere ver los resultados paara cuando esté usando el resultado de Single Operation. En este ejemplo, la operación Drill 17 ½” OH, UR 20” está seleccionada.
• Use el Output Wizard. El Output Wizard usa el mismo control de barra de herramientas que el Input Wizard. El cambio entra las dos modalidades es controlado por el botón Input. Si el botón está en estado liberado mostrado arriba, el Wizard es tratado como el Output Wizard.
Haga clic al botón Input para cambiar en los wizards input/entrada y output/salida
La operación seleccionada quedará desplegada en el Wizard y/o sombreada en la lista.
Use los botones de flechas izquierda y derecha para navegar a través de la lista de operaciones.
Viendo los Resultados de Temperatura de Fluidos
Usted puede ver las temperaturas de fluidos para una operación individual o para operaciones múltiples. Las temperaturas de fluidos son presentadas tanto para el anular como para dentro de la sarta de trabajo.
LandMark
WellCat
151
Viendo las Temperaturas de Fluidos para una Operación Individual Use el comando Results > Single Operation > Fluid Temperature para desplegar la temperatura del fluido fluyente para una trayectoria de flujo especificada contra profundidad (MD o TVD) para la operación actual. Estas temperaturas ocurren al final del periodo de desplazamiento-de-cemento. Nota: Calculando Resultados… Usted debe haber usado Results > Calculate antes de usar este comando o los datos no estarán disponibles o los datos presentados serán inexactos.
Temperatura de Fluidos Mientras Perforando el agujero descubierto de (OH) 17 ½”
Los resultados de temperatura de fluido se muestran para las trayectorias de flujo asociadas con la operación actual.
Ejercicio de Clase: Viendo las Temperaturas de Fluidos para una Operación Individual Use Results > Single Operation > Fluid Temperature para ver las temperaturas de fluido del anular y de la sarta de perforación para la operación Drill 17 1/” OH. Haga clic derecho para entrar al cuadro de diálogo Data Selection. Use el cuadro de diálogo Data Selection para seleccionar la trayectoria de flujo (de la TR y/o del anular) que quiere
LandMark
WellCat
152
desplegar en sus resultados. Seleccione las trayectorias de flujo apropiadas para la configuración previamente seleccionada en el cuadro de diálogo Operations > Drilling Operations.
Ejercicio de Clase: Usando el Cuadro de Diálogo Data Selection Haga clic derecho en cualquier lugar sobre el gráfico y seleccione Data Selection. Si quiere ver los resultados para el interior de la sarta únicamente, entonces quite la marca al cuadro de anular. Haga clic al botón Switch Plot/SpreadSheet [Gráfico de Cambiar/Hoja de Cálculo] para cambiar entre la hoja de cálculo o la vista de gráfica (gráfico) de sus datos de perfil. Ejercicio de clase: Cambiando Entre las Vistas de Gráfico y Hoja de Cálculo Use el
LandMark
para ver los datos de la hoja de cálculo.
WellCat
153
Temperaturas de Fluidos Mientras Toma Información del Agujero Descubierto (OH) de 17 ½” Observe el efecto del enfriamiento del agua sobre la temperatura de fluido estático. WellCat asume que el mar es un perfecto sumidero de calor y la temperatura del agua no resulta afectada por el pozo.
Ejercicio de Clase: Viendo las Temperaturas de Fluido Mientras Toma Información del Agujero Descubierto (OH) de 17 ½” Use el botón de flecha del Output Wizard para ver que el gráfico despliega las temperaturas de fluido mientras toma información del tramo de hoyo de 17 ½”.
LandMark
WellCat
154
Temperaturas de Fluidos Mientras Cementando la Tubería de Revestimiento de 16” Mientras cementando, observe que la temperatura del fluido en el anular es mayor que la temperatura del fluido de la tubería de revestimiento.
Ejercicio de Clase: Viendo las Temperaturas de Fluido Mientras Cementando la Tubería de Revestimiento de 16” Use el Output Wizard para ver las temperaturas de fluido mientras cementando la tubería de revestimiento de 16”. Compara esto contra la temperatura mientras perforando. Aunque las temperaturas de fluido mientras cementando son más reducidas que las temperaturas mientras perforando, observe que la diferencia en temperatura entre el fluido del anular y el fluido de la sarta es mayor mientras cementando que lo que es cuando perforando. Esto es el resultado del volumen del fluido bombeado, así como el tiempo requerido para bombear el fluido.
Viendo las Temperaturas de Fluido para Operaciones Múltiples Use el comando Results > Multiple Operations > Fluid Temperatures para desplegar los resultados que muestran la temperatura del fluido fluyente para una trayectoria de flujo especificada contra profundidad (MD o TVD) para cada caso seleccionado.
LandMark
WellCat
155
Este gráfico despliega el perfil de temperatura de fluido visto por el anular al final de cada operación
Ejercicio de Clase: Viendo las Temperaturas de Fluidos para Operaciones Múltiples Entre a Results > Multiple Operations > Fluid Temperature. Haga clic derecho en cualquier parte sobre el gráfico y seleccione la opción zoom/acercamiento para desplegar el gráfico con mayor detalle.
LandMark
WellCat
156
Cambiando los Datos Desplegados en el Gráfico Usando el Cuadro de Dialogo de Data Selection Seleccione la trayectoria de flujo para las temperaturas que quiere ver
Ejercicio de Clase: Cambiando los Datos Desplegados en el Gráfico Usando el Cuadro de Diálogo Data Selection Seleccione Data Selection desde el menú de clic derecho. Seleccione Drill String/Casing y haga clic en OK para regresar al gráfico y ver las temperaturas dentro de la sarta.
Viendo los Resultados de Temperatura del Agujero Usted puede ver las temperaturas de fluidos para una operación individual o para operaciones múltiples. Las temperaturas de fluidos son presentados tanto para el anular como para el interior de la sarta de trabajo. Viendo las Temperaturas del Agujero para una Operación Individual Use Results > Single Operations > Wellbore Temperatures para desplegar los resultados que muestran los perfiles de temperatura contra profundidad (MD o TVD).
LandMark
WellCat
157
Temperaturas de Agujero Mientras Perforando Agujero Descubierto (OH) de 17 ½” WellCat realiza el análisis para todas las sartas y anulares en el pozo cuando ocurre la operación.
Ejercicio de Clase: viendo las temperaturas del Agujero para una Operación Individual Entre a Results > Single Operation > Wellbore Temperatures. Haga clic derecho y use Data Selection para ver los datos como son desplegados. Use el Output Wizard para seleccionar la operación Drill 17 ½” OH, UR 20”.
LandMark
WellCat
158
Temperaturas del Agujero Mientras Cementando la Tubería de Revestimiento de 16” El gráfico de la Temperatura del agujero para operaciones de cementación es única cuando se compara con el mismo gráfico para otras operaciones. El gráfico despliega las temperaturas al inicio y final del periodo de espera de fraguado del cemento. La temperatura al final del periodo del WOC será usada en el Análisis de la Tubería de Revestimiento como las condiciones iniciales.
Ejercicio de Clase: Viendo las Temperaturas del Agujero Mientras Cementando Use el Output Wizard para ver las temperaturas del agujero mientras cementando la tubería de revestimiento de 16”. Observe la temperatura al final del WOC. Esta temperatura será usada en el análisis de la Tubería de Revestimiento.
Viendo las Temperaturas del Agujero para Operaciones Múltiples Use Results > Multiple Operations > Wellbore Temperature para desplegar los resultados que muestran la temperatura del fluido fluyente para una trayectoria de flujo especificada contra profundidad (MD o TVD) para cada caso seleccionado.
LandMark
WellCat
159
Observe el enfriamiento de temperatura Mientras corre la tubería de revestimiento. Ejercicio de Clase: Viendo las Temperaturas del Agujero para Operaciones Múltiples Use Results > Multiple Operations > Wellbore Temperature. Haga clic derecho y seleccione Zoom/Acercamiento para ver una porción del gráfico con mayor detalle. Seleccione Data Selection desde el menú de clic derecho para cambiar los datos desplegados en el gráfico.
Viendo los Flow Summaries/Resúmenes de Flujo La hoja de cálculo Results > Summaries > Flow muestra un resumen de la presión, la velocidad, y la densidad en las diferentes profundidades para una operación y una trayectoria de flujo seleccionadas. Use el cuadro de diálogo Data Selection y marque cualquiera de los botones de opción para Tubing/Workstring o Annulus, para el tipo de resultados de resumen que quiere desplegar. Tubing/Workstring es el default.
LandMark
WellCat
Este ejemplo muestra los resultados relacionados al flujo dentro del anular.
160 Observe los efectos de la temperatura y la presión sobre la densidad del fluido
Ejercicio de Clase: Viendo Flow Summaries/Resúmenes de Flujo Entre a Results > Summaries > Flow y vea un resumen de la presión, la velocidad, y la densidad para la operación seleccionada y la trayectoria de flujo. Use el Output Wizard para seleccionar la operación Drill 17 ½” OH, UR 20”. Cambie la trayectoria del flujo para ver datos para la sarta de simulación usando el menú de clic derecho.
Viendo Temperature versus Time Use Results > Multiple Operations > Temperature vs. Time para desplegar los resultados que muestran temperatura con tiempo en la profundidad(es) por default para cada caso seleccionado. La profundidad de default es la profundidad de inyección para periodos de inyección y la superficie para periodos de producción.
LandMark
WellCat
161 Observe que la temperatura no se ha estabilizado en el tiempo representado en este gráfico.
La diferencia en temperatura entre los tramos del agujero se debe a las diferentes profundidades de la sarta. Las sartas a más profundidad encuentran temperaturas más altas.
Ejercicio de Clase: Viendo Temperature versus Time Use Results > Multiple Operations > Temperature vs. Time para ver cómo la temperatura varía con el tiempo para las operaciones de perforación. Use Data Selection con el menú de clic derecho para seleccionar la operación que quiere ver.
Viendo los Resultados de ECD Usted puede ver las densidades equivalentes de circulación para una operación individual o para operaciones múltiples.
LandMark
WellCat
162
Viendo ECD para Operaciones Individuales
Observe que las zapatas de la tubería de revestimiento están desplegadas en el gráfico.
Observe que el ECD es4á entre las presiones de poro y de fractura en el intervalo de agujero descubierto.
Ejercicio de Clase: Viendo ECD para una Operación Individual Use Results > Single Operation > Equivalent Circ. Density para ver el ECD al final de la perforación del tramo de hoyo de 17 ½”.
LandMark
WellCat
163
Ejercicio Independiente En el ejercicio independiente, usted continuará trabajando con el mismo pozo. Ingresará y analizará los datos para varias operaciones según están enlistadas abajo. Estas operaciones están relacionadas con la perforación del tramo del hoyo de 14 ¾” y repasando a 17 ½”, corriendo tubería de revestimiento de 13 5/8”, perforando un hoyo de 12 ¼” y repasando a 14 ¾”, corriendo y cementando un liner de 11 ¾”, perforando un hoyo de 10 5/8” y repasando a 12 ¼”, y corriendo tubería de revestimiento de 9 5/8”. Estas operaciones son: • • • • • • • • • • • • • •
Perforar Agujero Descubierto (OH) de 14 ¾”, Repasando (UR) a 17 ½” Tomar registro a Agujero Descubierto (OH) de 14 ¾”, Repasando (UR) 17 ½” Acondicionamiento de Agujero Descubierto de 14 ¾”, Repasando 17 ½” Tubería de Revestimiento de 13 5/8” RIH Cementar Tubería de Revestimiento de 13 5/8” Perforar 12 ¼”, Repasar 14 ¾” Tomar registro 12 ¼”, Repasar 14 ¾” Liner 11 ¾” RIH Cementar Liner de 11 ¾” Inyectar Cemento Cementación de Bombeo Contra Formación en Hesitation Perforar Agujero Descubierto (OH) de 10 5/8”, Repasando 12 ¼” Tubería de Revestimiento de 9 5/8” RIH Cementar Tubería de Revestimiento de 9 5/8”
1. Abrir el Archivo BeginDrillndExercise.wcd. 2. Ingrese los datos para las operaciones usando la siguiente información. Para todas las operaciones, no modele capas no convectivas o aplique corrientes oceánicas a los análisis. (En otras palabras, no marque ninguna de las opciones de análisis o ninguna de las pestañas de Ocean Current.)
LandMark
WellCat
Drill Agujero Descubierto (OH) de 14 ¾”, Repasando 17 ½”
LandMark
164
WellCat
LandMark
165
WellCat
Tomar registros del Agujero Descubierto de 14 ¾”, Repasar 17 ½”
LandMark
166
WellCat
167
Acondicionamiento el Agujero Descubierto (OH) de 14 ¾”, Repasando 17 ½”
LandMark
WellCat
LandMark
168
WellCat
Tubería de Revestimiento de 13 5/8” RIH
LandMark
169
WellCat
Cementar Tubería de Revestimiento de 13 5/8”
LandMark
170
WellCat
Perforar 12 ¼”, Repasar 14 ¾”
LandMark
171
WellCat
LandMark
172
WellCat
Tomar Registros de 12 ¼”, Repasar 14 ¾”
LandMark
173
WellCat
Acondicionamiento de 12 ¼”, Repasando 14 ¾”
LandMark
174
WellCat
LandMark
175
WellCat
Liner de 11 ¾” RIH
LandMark
176
WellCat
LandMark
177
WellCat
Cementar liner de 11 ¾”
LandMark
178
WellCat
LandMark
179
WellCat
Inyectar cemento
LandMark
180
WellCat
LandMark
181
WellCat
Cementando Bombear Contra Formación de Hesitation
LandMark
182
WellCat
LandMark
183
WellCat
Perforar Agujero Descubierto (OH) de 10 5/8”, Repasar 12 ¼”
LandMark
184
WellCat
LandMark
185
WellCat
Toma de registro de Agujero Descubierto de 10 5/8”, Repasar 12 ¼”
LandMark
186
WellCat
Acondicionamiento de Agujero Descubierto de 10 5/8”, Repasar 12 ¼”
LandMark
187
WellCat
LandMark
188
WellCat
Tubería de Revestimiento de 9 5/8” RIH
LandMark
189
WellCat
Cementar Tubería de Revestimiento de 9 5/8”
LandMark
190
WellCat
191
3. Revise los ECD mientras perforando, corriendo tubería de revestimiento, y circulando para las operaciones que ha ingresado. Usando la siguiente tabla, anote las operaciones con condiciones de circulación que pueden ser favorables para una afluencia o fracturamiento de formación. ¿Existen algunos problemas potenciales?
Potencial para Afluencia
Potencial para Fracturamiento de Formación
Perforar OH de 14 ¾”, UR 17 ½” Acondicionar OH 14 ¾”, UR 17 ½” TR 13 5/8” RIH Cementar TR de 13 5/2” Perforar 12 ¼”, UR de 14 ¾” Acondicionar 12 ¼”, UR 14 ¾” Liner 11 ¾” RIH Cementar Liner de 11 ¾” Perforar OH 10 5/8”, UR 12 ¼” Acondicionar OH de 10 5/8”, UR 12 ¼” TR de 9 5/8” RIH Cementar TR 9 5/8”
4. Mientras cementando la tubería de revestimiento de 13 3/8”, ¿Existe el potencial para una afluencia de fluidos de formación?
LandMark
WellCat
192
Respuestas al Ejercicio Independiente
Potencial para Afluencia Perforar OH de 14 ¾”, UR 17 ½” Acondicionar OH 14 ¾”, UR 17 ½” TR 13 5/8” RIH Cementar TR de 13 5/2” Perforar 12 ¼”, UR de 14 ¾” Acondicionar 12 ¼”, UR 14 ¾” Liner 11 ¾” RIH Cementar Liner de 11 ¾” Perforar OH 10 5/8”, UR 12 ¼” Acondicionar OH de 10 5/8”, UR 12 ¼” TR de 9 5/8” RIH Cementar TR 9 5/8”
LandMark
< 0.5 ppg
Potencial para Fracturamiento de Formación No
< 0.5 ppg
No
No No
No < 0.5 ppg
< 0.5 ppg
< 0.75 ppg
< 0.5 ppg
< 0.75 ppg
< 0.5 ppg < 0.75 ppg
< 0.75 ppg < 0.75 ppg
< 0.75 ppg
< 1.0 ppg
< 0.5 ppg
< 0.75 ppg
< 0.5 ppg
< 0.75 ppg No
WellCat
193
El ECD no está en peligro de causar una afluencia. Observe que el peso de lodo estático está significativamente más reducido que la presión de poro en la mayoría del tramo de agujero descubierto. Una combinación de columnas de fluido ligero y pesado evitan una afluencia, aún así evitan exceder el gradiente de fractura en el agujero descubierto mientras cementando.
LandMark
WellCat
194
Capítulo 7
Usando Prod El módulo Prod de WellCat se usa para estimular flujo de fluido y transferencia de calor durante las operaciones de terminación, producción, simulación, pruebas, y servicio al pozo. Tiene un análisis completo temporal (o de estado estacionario) con Tube and Casing, y es una herramienta de ingeniería avanzada de ambiente Windows para predecir: • • • • •
Temperaturas y presiones para fluyentes y corrientes en cierre de pozo Acondicionamiento para análisis de tubería de producción con base en las cargas de servicio Temperaturas y presiones durante circulación de avance y de reversa Resina de termo-asentamiento y comportamiento de tratamiento con gel Radio de descongelamiento del suelo congelado Prod tiene las siguientes características funcionales:
•
Modelado, en serie, de periodos de producción enlazada y no producción, incluyendo operaciones de circulación e inyección, para construir una cronología precisa de las variaciones térmicas del agujero • Modelado de hidrocarburos compuestos (aceite negro), VLE y definidos por archivo así como fluidos de perforación base agua y base aceite, salmueras, espumas, cementos, y fluidos de tratamiento de gel reactivo • Análisis de flujo multifase usando correlaciones estándares de la industria (Beggs & Brill, Duns and Ros, Gray, Hagedorn & Brown, Orkiszewski) • Análisis de comportamiento de gas PVT usando ecuaciones de estado estándares de la industria (Benedict-Webb-Rubin, Soave-Redlich-Kwong, Soave-Redlich-KwongStarling, y Peng-Robinson) • Modelado de dependencia de temperatura y presión de densidad y viscosidad de los fluidos de perforación base agua y base aceite • Consideración de todas las sartas de perforación y fluidos anulares en análisis térmicos, y provisión de temperaturas en todas las posiciones radiales importantes • Análisis de comportamiento de aumento de presión de fondo para cerrar pozos de gas. • Cálculo de las variaciones de dominio de tiempo de la presión y propiedades de fluido en análisis temporal. • Análisis de descongelamiento de suelo congelado y comportamiento de congelamiento • Modelado de operaciones de inyección de gel, con seguimiento radial de avance de gel en capas permeables • Análisis de operaciones de servicio a pozo asistido por tubería flexible
LandMark
WellCat
195
Flujo de Trabajo de la Capacitación En esta sección del curso usted aprenderá cómo usar el módulo Prod. Estará especificando un rango de operaciones de producción que ocurren durante la vida del pozo. Para asegurar que todos los participantes del curso están trabajando con los mismos datos, abrirá un archivo de análisis que ya ha sido configurado para usted. El título del archivo es CourseProd.wcd y contiene todos los datos que ya ha ingresado.
Ejercicio de clase: Abriendo el Archivo Prod Data/Datos de Prod Use File > Open para abrir el archivo titulado CourseProd.wcd. Cierre el otro archivo con los que estaba trabajando. Consulte “Usando Prod” en la página 27 para una lista de los pasos del flujo de trabajo que será cubierto en este capítulo.
LandMark
WellCat
196
Seleccionando el Módulo Prod Para seleccionar el Módulo Prod, primero debe tener activo el WellCat. Consulte “Iniciando” en la página 32 para las instrucciones acerca de iniciar el WellCat.
Ejercicio de Clase: Seleccionando el Módulo Prod Haga clic al botón
de la barra de herramientas para activar el Módulo Prod.
Después de que el WellCat esté activo, haga clic a sobre la Barra de Herramientas Product/Producto, puede usar Tools > Select Product > Prod.
LandMark
WellCat
197
Definiendo las Operaciones de Producción En esta sección del curso definirá todas las cargas que se requieren para analizar las operaciones de producción. Creará y definirá muchos detalles para las siguientes operaciones: • Fuga de Conexión Por Inyección de Bombeo Contra Formación • Circular Lodo Base Aceite (OBM) a 12.5 ppg • Desplazar el Fluido de Terminación • Colocar el Tapón de Cemento • Sacar WS(Sin Sarta)/Correr Terminación • Arranque de Producción • Cierre después de Producción Inicial • Trabajo de Estimulación #1 • Cierre Después de Trabajo de Estimulación #1 • Producción de Un Año • Cierre Después de Producción de Un Año • Trabajo de Estimulación #2 • Cierre Después de Trabajo de Estimulación #2 • Bombeo Neumático de la Zona Agotada • Trabajo de Fracturamiento • Limpieza con Tubería Flexible
Creando una Operación de Producción Para crear una operación de producción, primero debe activar el módulo Prod haciendo clic sobre el botón de la barra de herramientas. Luego, entre al cuadro de diálogo Operations > Operations usando el wizard o el menú. Use el cuadro de diálogo Operations para asignar un nombre a la operación, para especificar cuándo ocurre la operación, así como el fluido, y la geometría de la sarta en uso durante la operación. Usted debe especificar muchos detalles para definir la operación. Las selecciones que haga en este cuadro de diálogo determinan las pestañas que estarán activadas en el cuadro de diálogo Operations Details. Las pestañas Operations Details se usan para completar la entrada de datos para la operación y se discuten a continuación.
LandMark
WellCat
198
Nota: La elección del modelo de fluido hidrocarburo puede significativamente afectar los resultados del cierre... Este mensaje de advertencia puede aparecer mientras está definiendo las operaciones de cierre en el cuadro de diálogo Operations > Operations. Si la operación de producción precedente a la operación de cierre fue modelada con la opción hidrocarburo de Aceite Negro, casi en toda la longitud de la columna se asume que será 100% líquida. En comparación, el modelo VLE sólo asume vapor. La diferencia en densidades puede propiamente afectar las presiones calculadas.
Observe el mensaje de advertencia
Definiendo los Detalles de la Operación de Producción Haga clic al botón Details para definir los detalles de una operación de producción que haya creado. El cuadro de diálogo de Operations Details contiene varias pestañas que usará para llenar los parámetros requeridos para completar las definiciones de la operación de producción. Las pestañas activas se determinan por medio de las selecciones hechas en el cuadro de diálogo Operations. Para entrar a las Pestañas de Production Operation Details/ Detalles de Operación de Producción 1. Prod debe estar en uso. 2. Usando Operations > Operations: • Especificar la configuración asociada con la operación. • Seleccionar un tipo de Operación y fluido asociado. • Especificar si la operación es modelada como una estimulación temporal o de estado estacionario. • Especificar la operación anterior. • Hacer clic en Details para desplegar el cuadro de diálogo Operation/Operación. Ahora comenzará a definir las operaciones de producción.
LandMark
WellCat
199
Definiendo las Operaciones de Producción Usadas en el Curso de Capacitación
Definiendo la Operación Fuga de Conexión en Inyección de Bombeo Contra Formación Los datos en este cuadro de diálogo corresponden a la operación seleccionada. Para crear una operación, escriba el nuevo nombre en el espacio vacío en el cuadro Name/Nombre.
Model Permeable Layers/Modele Capas Permeables sólo está activado para operaciones de tratamiento de polímeros e inyección de líquidos en fase individual.
La configuración seleccionada desde la lista de botón de gota determina las trayectorias de flujo en la lista de operaciones.
Si la operación es temporal usted debe especificar una operación anterior.
La operación se describe por medio de la selección de un tipo de operación para cada una de las trayectorias de flujo.
Los fluidos disponibles son determinados por aquellos especificados usando Inventories > Fluids. Si el fluido que necesita no está en la lista de botón de gota, seleccione Inventories y defina el fluido
Ejercicio de Clase: Operación de Fuga de Conexión en Inyección de Bombeo Contra Formación Use el cuadro de diálogo Operations > Operations para definir la operación titulada Bullhead Squeeze Connection Leak. Defina la operación según se describe en la pantalla de arriba. Usted definirá más detalles para esta operación después.
LandMark
WellCat
200
Definiendo las Otras Operaciones Usadas en el Curso de Capacitación Las operaciones pueden estar “enlazadas” a otra operación para indicar el orden en que las operaciones son realizadas. Observe la siguiente tabla que las dos operaciones (Frac Job y Stimulation Job #1) tienenShut-In After Initial Production/Cierre Después de Producción Inicial como su Prior Operation/Operación Anterior. Efectivamente, este es un método para analizar más de una serie de operaciones. En este ejemplo, una serie de operaciones incluye un trabajo de fracturamiento. Las otras series incluyen trabajos de estimulación y bombeo neumático.
Ejercicio de Clase: Definiendo Otras Operaciones Usadas en el Curso de Capacitación Use el cuadro de diálogo Operations > Operations para definir el resto de las operaciones según se describen en la siguiente tabla. Todas las operaciones son modeladas como una simulación temporal. Usted definirá más detalles para estas operaciones después.
LandMark
WellCat
201
Nombre
Configuración
Tipo de Operación con Anular Circulación
Fluido
Operación Anterior
Sarta de trabajo
Tipo de Operación con Sarta Circulación
Circular OBM a 12.5 PPG
GF 12.5 PPG
Sarta de trabajo
Circulación
Circulación
Sarta de trabajo
Colocar tapón de cemento Cierre
Colocar tapón de cemento Cierre
Salmuera 10.0 PPG Lechada de 15.6 PPG N/A
Producción
Cierre
Cierre
Cierre
Inyección
Cierre
Cierre
Cierre
Fuga en conexión con inyección de bombeo contra formación Circular OBM a 12.5 PPG Desplazar fluido de terminación Colocar Tapón de Cemento Sacar WS/Correr Terminación Arrancar producción Cierre después de producción inicial Trabajo de estimulación #1
Desplazar Fluido de Terminación Colocar tapón de cemento Sacar WS/Correr Terminación Arrancar Producción
Tubería de producción
Producción
Cierre
Hidrocarburos producidos
Cierre después de un año de producción Trabajo de estimulación #2
Tubería de producción Tubería de producción
Cierre
Cierre
N/A
Inyección
Cierre
Ácido a 9.2 PPG
Cierre después de trab de estimulación #2 Bombeo neumático de zonas agotadas
Tubería de producción Tubería de producción
Cierre
Cierre
N/A
Bombeo neumático
Bombeo neumático
Trabajo de fracturamiento
Tubería de producción
Inyección
Cierre
Limpieza con tubería flexible
Tubería flexible
Circulación
Circulación
Hidrocarburos producidos y gas reinyectado Fluido de fracturamiento sin reacción de 9.0 PPG Fluido ácido de 9.2 PPG
Cierre después de producción inicial Trabajo de estimulación #1 Cierre después de trabajo de estimulación #1 Producción de un año
LandMark
Tubería de producción Tubería de producción Tubería de producción Tubería de producción Tubería de producción
Hidrocarburos producidos N/A Ácido a 9.2 PPG N/A
Cierre después de Trab de Estimulación #1 Un año de producción Cierre después de un año de producción Trab de estimulación #2 Cierre después de Trab de Estimulación #2 Cierre después de producción inicial
Trabajo de fracturamiento
WellCat
202
Definiendo los Detalles de las Operaciones para las Operaciones del Curso de Capacitación Ejercicio de Clase: Definiendo los Detalles de las Operaciones para las Operaciones del Curso de Capacitación Use las pestañas Operations > Operations > Details para definir los detalles para las operaciones que ya ha definido. Defina los detalles para todas las operaciones según están desplegadas en las siguientes páginas. Cuando defina los detalles usando la pestaña Options, siempre utilice 0.002000 pulgadas para robustez de la tubería. No marque ninguna opción en el cuadro de marcar en la pestaña Ocean Current para ninguna operación porque usted no modelará las capas no-convectivas ni corrientes oceánicas en este ejercicio.
LandMark
WellCat
203
Detalles de la Operación de Fuga en Conexión en Inyección de bombeo contra formación El nombre de la operación seleccionada está desplegado en la barra de título
Las tuberías disponibles se basan en las enlistadas en Inventories > Pipes.
Los materiales de aislamiento se basan en aquéllos definidos como aislantes usando Inventories > Heat Conduction Properties.
Ejercicio de Clase: Usando la Pestaña Workstring Geometry/Geometría de la Sarta de Trabajo Seleccione la operación Bullhead Squeeze Connection Leak en el cuadro de diálogo Operations > Operations. Haga clic a Details después que haya entrado la información requerida en el cuadro de diálogo Operations > Operations. Ingrese los datos en la pestaña Workstring Geometry según se especificó arriba. Observe que la pestaña Workstring Geometry está activada porque la operación Bullhead Squeeze Connection Leak se realiza utilizando una sarta de trabajo. Los datos se ingresan típicamente iniciando con la primera pestaña y se procede en secuencia hasta la última pestaña.
LandMark
WellCat
204
Usando la Pestaña Inyección de Cemento Pestaña (Sarta de Trabajo y Anular) Para entrar a esta pestaña, la operación Cement Squeeze debe estar especificada. El título de la pestaña se deriva de los valores que especificó para la configuración, tipo de operación y sobre la trayectoria de flujo en que estos valores fueron ingresados. Por ejemplo, si Workstring y Annulus son ingresados para ambas filas, respectivamente, la pestaña es denominada Workstring + Annulus.
LandMark
WellCat
205
Usando la Pestaña Options/Opciones
La robustez de la tubería afecta las caídas de presión por fricción. La robustez se ingresa como un diámetro de grano de arena equivalente presente en la pared de la tubería. La robustez se usa principalmente para flujo de gas natural. No se usa para ninguna correlación de flujo de líquidos en WellCat.
Se requiere un perfil de fluido para las trayectorias de flujo cuando la operación inicia desde condiciones no alteradas
LandMark
WellCat
206
Especificando las Restricciones de Flujo Use el cuadro de diálogo Flow Restriction/Restricción de Flujo para especificar el área y MD para la restricción fe lujo y el valor que quiere que se use para calcular la caída de presión y efectos resultantes de temperatura para una restricción de flujo sub-crítica causa por la restricción.
Los coeficientes de descarga son valores calibrados en laboratorio.
LandMark
WellCat
207
Detalles de la Operación de Circular Lodo Base Aceite (OBM) de 12.5 PPG Usando la Pestaña de Workstring Geometry/Geometría de Sarta de Trabajo
LandMark
WellCat
208
Usando la Pestaña Circulation/Circulación
Seleccione Forward/Avanzar cuando circule bajando la sarta de trabajo o la tubería de producción y arriba del anular. Seleccione Reverse/En Reversa cuando esté abajo del anular y arriba de la sarta de trabajo o de la tubería de producción
Escriba la temperatura del fluido fuente.
Si los retornos son dirigidos a través de un estragulador y si alguna contrapresión es aplicada, entonces escriba la presión aquí.
Usted puede especificar la duración del trabajo en dos maneras. Ya sea escribiendo la cantidad de tiempo en que el fluido fue circulado o especificando el volumen total del fluido bombeado.
LandMark
WellCat
Desplace los Detalles de Terminación de la Operación Usando la Pestaña Geometría de la Sarta de Perforación
LandMark
209
WellCat
Usando la Pestaña Circulation (Workstring and Annulus)/ Circulación (Sarta de Trabajo y Anular)
LandMark
210
WellCat
Operación Coloque el Tapón de Cemento Usando la Pestaña Geometría de la Sarta de Trabajo
LandMark
211
WellCat
212
Usando la Pestaña Cement Plug (Workstring and Annulus)/Tapón de Cemento (Sarta de Trabajo y Anular) Para entrar a esta pestaña, el Spot Cement Plug/Coloque el Tapón de Cement debe ser el tipo de operación especificado. El título de la pestaña se deriva de los valores que especificó para la configuración, tipo de operación y sobre la trayectoria de flujo en que estos valores fueron ingresados. Por ejemplo, si la Sarta de Trabajo y Anular son ingresados para ambas filas, respectivamente, la pestaña es denominada Workstring + Annulus
LandMark
WellCat
213
Operación Pull Out Workstring, Run Completion/Sacar Sarta de Trabajo, Correr Terminación Usando la Pestaña Shut-In/Cierre La presión puede ser definida en el cabezal o en los disparos.
Perform Pressure Buildup Calculations/Realice Cálculos para Levantamiento de Presión, no está disponible para todas las operaciones de cierre. Esta opción calcula el levantamiento de presión de fondo durante el cierre después de producción de gas. La característica sólo está activada cuando gas seco es el tipo de fluido seleccionado en el cuadro de grupo de Operations/Operaciones del cuadro de diálogo Operations para la operación anterior.
LandMark
WellCat
Usando la Pestaña Annulus/Anular
LandMark
214
WellCat
215
Production Startup Operation/Operación de Arranque de Producción Usando la Pestaña Operaciones de Producción
Especifique la presión fluyente en la localización que seleccionó en el cuadro de list a de botón de gota Location
Seleccione la localización donde la presión puede ser especificada para la operación. Si el Cabezal es seleccionado, el programa calcula la presión en los disparos (la localización donde el fluido entra o sale de los disparos)
Especifique la temperatura del fluido fluyente en la profundidad donde el flujo entra a la trayectoria de flujo.
Para especificar los gastos de producción, primero seleccione los datos de Input/entrada. La selección de datos de entrada determina cuál de los campos de entrada relacionados debe ser escrito. Las Condiciones temporales deben ser seleccionadas en el cuadro de diálogo Operations > Operations para que este cuadro de grupo esté presente.
LandMark
WellCat
Usando la Pestaña Anular
LandMark
216
WellCat
Operación de Producción Inicial Después de Cierre Usando la Pestaña Shut-In/Cierre
LandMark
217
WellCat
Usando la Pestaña Anular
LandMark
218
WellCat
Operación Trabajo de Estimulación #1 Usando la Pestaña Injection/Inyección
LandMark
219
WellCat
Usando la Pestaña Anular
LandMark
220
WellCat
Operación de Trabajo de Estimulación #1 Después de Cierre Usando la Pestaña Anular
LandMark
221
WellCat
Usando la Pestaña Anular
LandMark
222
WellCat
Operación de Producción de Un Año Usando la Pestaña Operaciones de Producción
LandMark
223
WellCat
Usando la Pestaña Anular
LandMark
224
WellCat
Operación Cierre Después de Un Año de Producción Usando la Pestaña Cierre
LandMark
225
WellCat
Usando la Pestaña Anular
LandMark
226
WellCat
Trabajo de Estimulación #2 Usando la Pestaña Inyección
LandMark
227
WellCat
Usando la Pestaña Anular
LandMark
228
WellCat
Cierre Después de Trabajo de Estimulación #2 Usando la Pestaña Cierre
LandMark
229
WellCat
Usando la Pestaña Anular
LandMark
230
WellCat
Operación de Bombeo Neumático de Zona Agotada Usando la Pestaña Operaciones de Producción
LandMark
231
WellCat
Usando la Pestaña Anular
LandMark
232
WellCat
Operación de Trabajo de Fracturamiento Usando la Pestaña Inyección
LandMark
233
WellCat
Usando la Pestaña Anular
LandMark
234
WellCat
Operación con Tubería Flexible Usando la Pestaña Tubería Flexible
LandMark
235
WellCat
Usando la Pestaña Circulación
LandMark
236
WellCat
237
Calculando los Resultados de Prod Después de que ha definido todas las operaciones de producción, está listo para calcular y ver los resultados. Existen varias maneras para entrar al cuadro de diálogo Calculate. 1. Use Results > Calculate 2. Haga clic al botón
de la barra de herramientas
3. Presione la Tecla F8 en el teclado. 4. Seleccione Calculate usando el Wizard
Calcular es la última partida en la lista del Wizard.
LandMark
WellCat
238
Seleccionando las Operaciones Para las Que Quiere Calcular los Resultados Cuando calcula los resultados, se le pedirá que seleccione las operaciones para las que quiere calcular los resultados. El cuadro de diálogo Results > Calculate se usa para seleccionar las operaciones.
Haga clic en calcular para calcular resultados para las operaciones seleccionadas Por default, todas las operaciones que no han sido calculadas son seleccionadas cuando el cuadro de diálogo se despliega por primera vez, pero puede seleccionar un subconjunto de estas operaciones utilizando las teclas Shift y CTRL. Es buena práctica calcular todos los resultados.
Haga clic en Diagnostics para desplegar los datos de ingeniería antes y después de cada cálculo.
La barra de avance es un indicador Del proceso de cálculo.
Ejercicio de Clase: Seleccionando las Operaciones Para las Que Quiere Calcular Resultados Use el cuadro de diálogo Results > Calculate para seleccionar las operaciones que usted definió. Haga clic en Calculate para calcular los resultados.
LandMark
WellCat
239
Analizando los Resultados de Prod Después de que calculó los resultados usando Results > Calculate, los resultados están disponibles para su análisis. Nota: Calculando Resultados … Usted debe haber usado Results > Calculate antes de ver los resultados o los resultados presentados pueden estar inexactos o incompletos
Los resultados están todos disponibles usando el menú Results y están divididos en tres categorías principales: • Single Operation/Operación Individual – El sub-menú Single Operation contiene los resultados térmicos e hidráulicos que pueden ser vistos para todos los tramos del pozo asociados con una operación en particular. Esta operación se denomina Current Operation/Operación Actual. • Summaries/Resúmenes – El sub-menú Summaries contiene los resultados resumidos para cada operación, y, como con los resultados de Single Operation, están desplegados sólo para la operación actual. • Multiple Operations/Operaciones Múltiples – Los resultados disponibles bajo el submenú Multiple Operations comparan los resultados de una operación con aquéllos de otra. Esto es útil para el análisis de sensibilidad. La operación actual también puede ser seleccionada usando el Output Wizard, mostrado en la siguiente página.
Seleccionando la Operación Actual para Vistas de Resultados Individuales y de Resumen Para las vistas tipo resultados de Operación Individual y Resume, usted debe seleccionar Operación Actual para indicar la operación o carga que le interesa analizar. También puede seleccionar Operación Actual en las siguientes dos maneras.
LandMark
WellCat
240
• Seleccione la operación actual usando Results > Current Operation. La operación actualmente seleccionada siempre se mostrará con una marca de tacha.
Seleccione la operación para la que quiere ver los resultados cuando esté usando el resultado Single Operation. En este ejemplo, la operación Bullhead Squeeze Connection Leack está seleccionada.
• Use el Output Wizard. El Output Wizard usa el mismo control de barra de herramientas que el Input Wizard. El cambio entre las dos modalidades es controlado por el estado del botón Input. Si el botón está en el estado liberado como está mostrado arriba, el Wizard es tratado como el Output Wizard. Haga clic al botón Input para cambiar entre los Wizards de entrada y salida.
Use los botones de flechas izquierda y derecha para navegar a través de la lista de operaciones
La operación seleccionada será desplegada en el Wizard y/o seleccionada en la lista.
LandMark
WellCat
241
Viendo los Resultados de Temperatura de Fluido Usted puede ver las temperaturas de los fluidos para una operación individual o para operaciones múltiples. Viendo las Temperaturas de Fluidos para una Operación Individual Los resultados de temperatura de fluidos se muestran para Las trayectorias de flujo asociadas con la operación actual. Observe que la operación actual está desplegada en la barra de título.
Seleccione Switch desde el menú de clic derecho o haga clic al botón de la barra de herramientas para cambiar entre las vistas de gráfico y hoja de calculo de los datos
Ejercicio de Clase: Viendo las Temperaturas de Fluidos para una Operación Individual Entre a Results > Single Operations > Fluid Temperatures. Use el botón Switch para ver los datos en la forma de hoja de cálculo.
LandMark
WellCat
242
Viendo los Resultados de la Temperatura del Agujero Viendo las Temperaturas del Agujero para una Operación Individual Los perfiles de temperatura para todas las sartas tubulares y los fluidos pueden Ser desplegados para la operación actual. Haga clic derecho y use Data Selection para seleccionar los perfiles que quiere ver.
Ejercicio de Clase: Viendo las Temperaturas del Agujero para una Operación Individual Entre a Results > Single Operations > Wellbore Temperatures
LandMark
WellCat
243
Viendo las Temperaturas del Agujero para Operaciones Múltiples Los perfiles de temperatura del fluido de la TP al final de cada operación Son desplegados
Use el menú de clic derecho para acercamiento sobre una sección en particular del gráfico o para seleccionar Data Selection donde seleccionará los datos que desplegará.
Observe que el fluido de la TP se enfriará durante los trabajos de estimulación acídica. El segundo trabajo acídico no tiene temperaturas tan frías como el primer trabajo acídico porque esto ocurre después de un año de producción que permitió que la TP y el agujero sean bien calentados.
Ejercicio de Clase: Viendo las Temperaturas del Agujero para Operaciones Múltiples Entre a Results > Multiple Operations > Wellbore Temperatures
LandMark
WellCat
244
Usando el Cuadro de Diálogo Data Selection/Selección de Datos Los cuadros de diálogo de Data Selection están activados para todos los resultados de Operaciones Individuales y Múltiples. Este cuadro de diálogo Data Selection en particular se relaciona con la opción Results > Multiple Operations > Wellbore Temperature.
La lista de Operations depende en la elección de Configuración. En este ejemplo, todas las operaciones desplegadas se relacionan a Tubing/Workstring porque éste está seleccionado.
La lista Operations despliega todas las operaciones válidas que han sido exitosamente calculadas. Para seleccionar una operación, haga clic sobre éste. Puede usar las teclas CTRL y Shift para seleccionar más de una operación.
Haga clic sobre el cuadro correspondiente al fluido o sarta de TP deseada para los que quiere ver los datos.
LandMark
WellCat
245
Viendo los Flow Summaries/Resúmenes de Flujo Use la opción Results > Summaries > Flos para ver los resultados de simulación hidráulica para el final de la operación para una trayectoria de flujo. Dos posibles trayectorias de flujo están activadas (Tubing/Workstring o Annulus)
Observe cómo la densidad es afectada por la temperatura y la presión. A mayores profundidades donde la temperatura es más elevada, la densidad es menor que si estuviera más cercana a la superficie. Esto es interesante considerando el efecto de la presión hidrostática sobre la densidad. Conforme avanza a más profundidad, usted esperaría que la densidad se incrementara.
Ejercicio de Clase: Viendo Flow Summaries/Resúmenes de Flujo Entre a Results > Summaries > Flow.
LandMark
WellCat
246
Viendo Presiones de Fluidos para Operaciones Múltiples Usando Results > Multiple Operations > Fluid Pressure, las presiones de fluidos para una trayectoria de fluido en particular puede ser vista para todas las operaciones simultáneamente. En este ejemplo, tubing/workstring es la trayectoria de flujo.
La presión interna más elevada ocurre durante el trabajo de fracturamiento.
Ejercicio de Clase: Viendo Resúmenes de Flujo Entre y revise Results > Multiple Operations > Fluid Pressure.
LandMark
WellCat
247
Ejercicios Independientes Para completar estos ejercicios, use los gráficos y las tablas que ya se le han presentado. 1. ¿Cómo cambia la temperatura cuando se desplaza el fluido de terminación a salmuera y se saca la sarta de trabajo para correr la terminación? ¿Es aceptable usar el perfil de temperatura no alterada para aproximarse a las condiciones iniciales durante el análisis de esfuerzo de TP para este pozo? 2. Compare la prueba de producción inicial con la operación de un año de producción. ¿Cómo varían las temperaturas del cabezal y por qué? ¿Cuáles son las temperaturas de la línea de fondo para cada una de las operaciones? 3. Compare las temperaturas para producción de un año, cierre antes de trabajo acídico, el trabajo acídico, y el cierre después del trabajo de estimulación. Describa lo que usted ve. 4. ¿Se estabilizó la temperatura durante la operación Production Startup? 5. ¿Cuánto tiempo se requiere para que las temperaturas fluyentes se estabilicen durante la producción? 6. ¿A qué temperatura quedan sometidas las TP durante la producción?
LandMark
WellCat
248
Respuestas a los Ejercicios Independientes 1. Use Results > Multiple Operations > Fluid Temperatures. Use Data Selection para seleccionar las operaciones apropiadas.
Circular la salmuera dentro del pozo durante el proceso de desplazamiento resulta en un enfriamiento del agujero. Después, cuando la TP fue asentada en lugar, el agujero fue de nuevo calentado hasta casi ajustarse al perfil de temperatura no alterada. Consecuentemente, usar el perfil no alterado para aproximarse a las condiciones iniciales durante el análisis de esfuerzo de la TP para este pozo debió rendir buenos resultados.
LandMark
WellCat
249
2. Use Results > Multiple Operations > Fluid Temperatures La operación a largo plazo (Un Año de Producción) genera una temperatura de cabezal fluyente de aproximadamente 60 grados F más caliente que la prueba de producción (Production Start UP). Ambos, la larga duración y el alto gasto de producción causan esta alta temperatura.
LandMark
Use Data Selection para seleccionar las operaciones apropiadas.
WellCat
250
Temperaturas de línea de fondo
LandMark
WellCat
251
3.
El pozo se ha calentado durante un año de producción. Durante el primer cierre, el pozo se enfría, pero todavía está más caliente que las temperaturas no alteradas. Durante el trabajo de estimulación, el pozo se enfría y está más frío que la no alterada por debajo de 12,000 ft. Durante el segundo cierre, el pozo de nuevo se caliente de modo que las temperaturas son mayores que las no alteradas. Las temperaturas son más calientes que las no alteradas debido al efecto acumulativo de la conducción térmica radial durante el un año de producción.
LandMark
WellCat
252
3. Use Results > Single Operation > Temperature vs. Time. Use el Output Wizard y Data Selection para ver los datos apropiados. Después de un día de producción, la temperatura fluyente no se ha estabilizado todavía. Este resultado puede ser útil para una prueba de producción si su equipo tiene limitaciones de temperatura.
LandMark
WellCat
253
4. Use Results > Single Operation > Temperature vs. Time. Use el Output Wizard y Data Selection para ver los datos apropiados. Después de un día de producción, la temperatura fluyente no se ha estabilizado todavía. Este resultado puede ser útil para una prueba de producción si su equipo tiene limitaciones de temperatura.
LandMark
WellCat
254
5. Use Results > Single Operation > Temperature vs. Time. Use el Output Wizard y Data Selection para ver los datos apropiados.
Aunque el fluido producido se calienta rápidamente, el equilibrio de la temperatura fluyente no se llega a alcanzar durante meses.
LandMark
WellCat
255
6. Use Results > Single Operation > Wellbore Temperatures. Use el Output Wizard y Data Selection para ver los datos apropiados.
Debajo de la línea de fondo, los grandes incrementos en temperatura ocurren durante la operación One Year Production. Los grandes incrementos en temperatura pueden resultar en crecimiento axial térmico importante y un potencial de problemas de pandeo. Si los espacios anulares entre las tuberías de revestimiento no tienen salida de presión y son llenados con fluido, este incremento en la temperatura puede causar expansión térmica del fluido atrapado, resultando en severos incrementos de presión.
Los módulos Casing y Tube calculan levantamiento de presión anular en una sarta individual en anular atrapado con base en resultados de temperatura de estimulación térmica predecidos en el módulo Prod. El módulo MultiString calcula el levantamiento de presión anular para el sistema completo del pozo usando los resultados térmicos de Prod. El módulo MultiString produce resultados de levantamiento de presión considerablemente más precisos que el análisis de Casing y Tube de una sarta individual.
LandMark
WellCat
256
Capítulo 8
Usando Casing/Tubería de Revestimiento Casing de WellCat se usa para analizar las cargas de la tubería de revestimiento, integridad del diseño, y comportamiento de pandeo bajo condiciones de carga mecánica, presión de fluido y térmicas complejas. Posee generación estándar y automática de caso de carga, está enlazado al análisis térmico Drill o Prod, y se usa para: • Diseño y análisis comprensivo de la tubería de revestimiento • Instalación y análisis de carga de servicio • Análisis de transferencia de carga en multi-sarta • Análisis de estabilidad de pandeo y pos-pandeo Casing/Tuberia de Revestimiento tiene las siguientes características: • Determinación de corrida, instalación y cargas de servicio y esfuerzos derivados de los casos de carga estándar o definidos por usuario generados automáticamente • La determinación de soluciones precisas de carga, esfuerzo, y pandeo para ambos pozos, verticales y direccionales, con o sin fricción • Consideración de todos los mecanismos de carga térmica, mecánica, y presión de fluido • Especificación de factores de diseño separados para el cuerpo de la tubería y la conexión • Determinación de factores de seguridad de estallido, colapso, axial y triaxial, con factores de seguridad de estallido y axiales con base en cuerpos de tubería reducidos o clasificaciones de conexiones. • Acomodación de anisotropía de cedencia especificado por usuario para CRA o aplicaciones de materiales compuestos • Acomodación de resistencia a cedencia dependiente de temperatura y especificado por usuario, y espesor de pared mínimo especificado por usuario (el default es API) • Evaluación de expansión de fluido anular debido a calentamiento durante perforación o producción, y determinación de volúmenes de purgado requerido para control de cargas de colapso y estallido
LandMark
WellCat
257
Flujo de Trabajo de Capacitación En esta sección del curso usted aprenderá cómo usar el módulo Casing/Tubería de Revestimiento. Analizará la sarta de amarre de producción de 7”. Ha estado trabajando en el diseño de un archivo de plantilla para usarlo en este curso. Para asegurar que todos los participantes del curso están trabajando con los mismos datos, abrirá un archivo de análisis que ya ha sido configurado para usted. Este archivo es denominado CourseCasing y contiene todos los datos que usted ya ha ingresado. Ejercicio de Clase: Abriendo el Archivo Casing Data/Datos de TR Use File > Open en la página 27 para una lista de pasos de flujo de trabajo que será cubierta en este capítulo.
LandMark
WellCat
258
Seleccionando el Módulo Casing Para seleccionar el Módulo Casing, primero debe tener activado el WellCat. Consulte “Iniciando” en la página 32 por las instrucciones para iniciar el WellCat. Ejercicio de Clase: Seleccionando el Módulo Casing Haga clic en el botón
de la barra de herramientas para activar el Módulo Casing.
Después de que WellCat está activado, haga clic a en la Barra de Herramientas de Product/Producto. Alternadamente, puede usar Tools > Select Product > Casing.
LandMark
WellCat
259
Definiendo el Trabajo de Cemento Principal Si desea correr un trabajo de Stage Cement arriba de la cima del cemento principal, marque este cuadro y las partidas adicionales normalmente en “grisáceo” en la segunda pestaña se activan. Si lo selecciona, se le pedirá que vaya a la pestaña Stage Cement e ingrese los siguientes valores: Cima y Base de Cemento, fuerza de Sacada o Metida, y el nombre de la lechada de cemento que se usará.
Marque Uncemented Gap/Espacio Libre no Cementado para modelar una sección del pozo que no está cementada (derrumbe, etc.)
Si la sarta actual es una de Amarre/Tieback y la TOC para esta sarta está definido en la base de la sarta, los campos de descripción Tieback / PBR se activarán para que usted ingrese los datos.
Ejercicio de Clase: Definiendo los Primary Cementing and Landing Data/Datos de Cementación Principal y Anclaje Entre a la pestaña Wellbore > Cementing and Landing > Primary Cementing and Landing e ingrese los datos igual a como se especificaron arriba para el 7” Production Tieback/Sarta de Amarre de Producción de 7”. (Use la lista de botón de gota Current String para seleccionar la sarta de amarre.)
LandMark
WellCat
260
Definiendo los Parámetros de Diseño Especificando los Factores de Diseño Use la pestaña Loads > Design Parameters para definir los factores de diseño que especifican los factores de seguridad mínimos aceptables para el cuerpo de la tubería y las conexiones para todas las cargas. Los Design Factors/Factores de Diseño son los factores mínimos de seguridad permisibles.
Ejercicio de Clase: Definiendo los Parámetros de Diseño Entre al cuadro de diálogo Loads > Design Parameters y especifique los parámetros de diseño como se describieron arriba.
LandMark
WellCat
261
Especificando las Analysis Options/Opciones de Análisis Se recomienda que el efecto de tempertura de la resistencia a cedencia mínima sienpre se realice durante un análisis de sensibilidad. Para pozos de alta temperatura, especialmente la reducción de temperatura de las sartas de Tubería de Producción/Tubería de Revestimiento, siempre se deberán incluir. Marque Enable Temperature Deration/Active Reducción de Temperatura para reducir la resistencia a cedencia del material como una función de temperatura. Esta reducción se realiza de acuerdo a un programa de reducción definido en el inventario Inventory > Temperature Deration.
Se recomienda que el análisis de sensibilidad incluya el efecto de contacto por fricción con el diámetro externo (OD) de la tubería de revestimiento debido a pandeo y desviación de agujero o curvatura. Marque Enable Friction/Activar Fricción para incluir en su análisis el efecto de contacto por fricción con el OD de la TR debido a pandeo y desviación del agujero/ curvatura. El valor por default es de 0.3.
Marque Enable Closed-Annulus Fluid Expansion/Active Expansión de Fluido en Anular Cerrado para incluir en su análisis los incrementos en la presión del anular causados por incrementos en temperatura. Si lo necesita, cambie el valor en el campo Outer Pipe Assumption/Suposición de Tubería Externa.
Seleccionar el default, Rigid Where Cemented/Rígido Donde está Cementado, asume que la sarta de tubería de revestimiento anterior todavía estará flexible sólo arriba de su TOC. Seleccionar Fully Rigid/Totalmente Rígida asume que la sarta de tubería de revestimiento anterior no está flexible en ningún lado, a lo largo de su longitud. De estas dos opciones, Fully Rigid resultará con la presión de expansión de fluido más alta. Existen varios casos de carga (mientras usando Casing o Tube) que no tendrán los resultados para Results > Summaries > Annulus Fluid Expansion. Estos incluyen los casos de carga de Casing y Tube – Overpull/Sobrejalón y Running in Hole/Correr en Agujero; así como los casos de carga de Casing – Green Cement Pressure Test/Prueba de Presión de Cemento Semi-Líquido (no ha fraguado). Ejercicio de Clase: Especificando las Opciones de Análisis Entre a la pestaña Loads > Design Parameters > Analysis Options y marque el cuadro Enable Temperature Deration/Active Reducción de Temperatura. Revise las notas asociadas con las opciones de análisis para las recomendaciones sobre cuándo utilizar las opciones de análisis.
LandMark
WellCat
262
Definiendo Condiciones Iniciales El cuadro de diálogo Loads > Initial Conditions se usa para definir las condiciones iniciales para el análisis de esfuerzos. Las condiciones iniciales estándares para Casing son las temperaturas no alteradas y las densidades generadas a partir de los datos de cementación principal y anclaje. Las condiciones iniciales detalladas pueden ser ingresadas, éstas incluyen valores a diferentes profundidades para temperaturas, presiones y densidades.
LandMark
WellCat
263
Especificando los Perfiles de Casing Density and Temperature/Densidad de Tubería de Revestimiento y Temperatura Use la pestaña Loads > Initial Conditions > String para especificar los perfiles de la sarta de tubería de revestimiento para densidad y temperatura.
Haga clic al botón de comando Fill cuando quiera usar los valores desde una operación definida usando Drill. Haga clic a Default para usar los datos desde los cuadros de diálogo Wellbore > Cementing and Landing > o Wellbore > Undisturbed Temperature.
Ejercicio de Clase: Especificando los Perfiles de Densidad de Tubería de Revestimiento y Temperatura Entre a la pestaña Loads> Initial Conditions > String. Haga clic en los botones Default para ambos, densidad de tubería de revestimiento y temperatura de tubería de revestimiento para usar los datos especificados en los cuadros de diálogo Wellbore > Cementing and Landing y Wellbore > Undisturbed Temperature como los defaults de perfiles.
LandMark
WellCat
264
Especificando los Perfiles de Annulus Density and Temperature/Densidad de Anular y Temperatura
Ejercicio de Clase: Especificando los Perfiles de Densidad Anular y Temperatura Entre a la pestaña Loads > Initial Conditions > Annulus. Haga clic a los botones de Default para ambos densidad de tubería de revestimiento y temperatura de tubería de revestimiento para usar los datos especificados en los cuadros de diálogo Wellbore A Cementing and Landing y Wellbore > Undisturbed Temperature como los defaults para los perfiles.
LandMark
WellCat
265
Definiendo las Casing Loads/Cargas de Tubería de Revestimiento Definiendo las Cargas de Tubería de Revestimiento Use el cuadro de diálogo Loads > Loads para definir el tipo de carga de tubería de revestimiento que quiere analizar para la sarta de tubería de revestimiento. Lo siguiente son las categorías de las cargas: • Las cargas sin enlaces: Este tipo de carga asume las condiciones iniciales del perfil de temperatura y puede ser dividida en dos categorías: Cargas de Pre-anclaje y Cargas de Pos-Anclaje. Ejemplos de cargas de Pre-Anclaje son: o Prueba de Cemento en Estado Semi-líquido o Sobrejalón o Corriendo en el agujero Ejemplos de cargas de Pos-Anclaje son: • Prueba de Presión • Brote de Gas • Cargas con enlaces a Drill o Prod: Este tipo de carga extraerá predicciones de temperatura y presión desde una operación de Drill o Prod • Cargas híbridas: Este tipo de carga extraerá predicciones de temperatura y presión desde otra carga de tubería de revestimiento que está enlazada a una carga de Drill o Prod. Los ejemplos son: o Evacuación de tubería de revestimiento o Desplazamiento a gas o Pérdida de retornos o Protección en superficie (BOP) o Fuga en tubería de producción
LandMark
WellCat
266
Cargas personalizadas: Este tipo de cargas le permite ingresar directamente cualquier distribución de temperatura y presión.
Cargas de Tubería de Revestimiento del Curso de Capacitación En esta sección del curso, estará definiendo todas las cargas que se requieren para analizar las cargas de tubería de revestimiento para la sarta de amarre de 7”. Creará y definirá muchos detalles para las siguientes cargas: • Prueba del Tapón Bump • Sobrejalón • Circular Fluido Empacador • Producción de Un Año • Trabajo de Fracturamiento • Evacuar Tubería de Revestimiento Caliente • Evacuación de Tubería de Revestimiento de Ambiente • Matar Fuga de Tubería de Producción • Fracturamiento en Frío de Fuga de Tubería de Producción • Prueba de Presión
Definiendo Cargas Sin Enlaces Usted definirá tres cargas de este tipo. Dos cargas (Prueba de Cemento en Edo. Semilíquido y Sobrejalón) son cargas de Pre-Anclaje. La otra, Prueba de Presión, es una carga Pos-Anclaje.
LandMark
WellCat
267
Definiendo Cargas de Pre-Anclaje Cada carga debe tener un Nombre único. Para ingresar una nueva carga, primero escriba un nombre en el cuadro vacío al fondo de la lista de nombres.
Seleccione el tipo de carga. Consulte “Definiendo Cargas de Tubería de Revestimiento” en la página 253 para una discusión de tipos de carga.
Haga clic a Details para especificar los detalles adicionales de la carga seleccionada.
Para la mayoría de los casos de carga, la selección External Pressure Profile/Perfil de Presión Externa se base con frecuencia en los estándares de metodología del diseño de la tubería de revestimiento interna de la compañía. Los casos de carga Green Cement Test son únicos ya que calculan su propio perfil de presión externa sin importar el perfil de presión externa previamente especificado.
Ejercicio de Clase: Definiendo la Carga Bump Plug Test Use Loads > Loads para definir una carga denominada Bump Plug Test. Esta carga es una Green Cement Test/Prueba de Cemento Semi-Líquido. Haga clic a Details para especificar detalles adicionales acerca de la carga.
LandMark
WellCat
268
Definiendo Detalles de Load/Carga
El cuadro de diálogo Loads > Initial Conditions suministra los perfiles de temperatura y de densidad para esta carga
Ejercicio de Clase: Definiendo Los Detalles de la Carga Bump Plug Test Use Loads > Loads > Details para definir los detalles según se describió arriba para la carga denominada Bump Plug Test. Defina otra carga de Pre-Anclaje denominada Overpull. Este tipo de carga es Overpull. Use OBM de 14.1 ppg como el fluido de corrida, y 100,000 lbf como la fuerza de sobrejalón.
LandMark
WellCat
269
Definiendo Cargas de Pos-Anclaje Cada carga debe tener un Nombre único. Para ingresar una nueva carga, primero escriba un nombre en el cuadro vacío al fondo de la lista de nombres.
Seleccione el tipo de caga. Consulte “Definiendo las Cargas de Tubería de Revestimiento” en la página 253 para una discusión de tipos de carga.
Haga clic a Details para especificar los detalles adicionales de la carga seleccionada
External Pressure Profile/Perfil de Presión Externa representa una distribución de presión como una función de profundidad aplicada en el exterior de la tubería. La combinación de columna de lodo, columna de cemento, y presión de poro determinan el perfil de presión externa. La selección con frecuencia se basa en los estándares de la metodología de diseño de la tubería de revestimiento interna de la compañía. Consulte la ayuda en línea para más información.
Ejercicio de Clase: Definiendo la Carga de Prueba de Presión Use Loads > Loads para definir una carga denominada Pressure Test. Este tipo de carga es Pressure Test. Haga clic a Details para especificar detalles adicionales acerca de la carga.
LandMark
WellCat
Definiendo los Detalles de Carga
Ejercicio de Clase: Definiendo Detalles de Carga Use Loads > Loads > Details para definir los detalles según se describió arriba para la carga denominada Pressure Test. Use densidad de lodo de 14.1 arriba de la TOC, 8.33 debajo de la TOC, y 0 psig de presión de cabezal.
LandMark
270
WellCat
271
Definiendo Cargas con Enlaces Usted definirá tres cargas de este tipo: Circulate Packer Fluid/Circular Fluido Empacador, One Year Production/Un Año de Producción, y Frac Job/Trabajo de Fracturamiento. Consulte “Definiendo Cargas de Tubería de Revestimiento” en la página 253 para más información sobre los tipos de cargas.
Definiendo Prod Links Loads/Cargas de Enlace de Prod
Ejercicio de Clase: Definiendo las Cargas de Enlace de Prod Use Loads> Loads para definir una carga denominada Circulate Packer Fluid. Esta carga esun Prod Link/Enlace de Prod. Haga clic a Details para especificar detalles adicionales acerca de la carga. Defina dos cargas de enlace de Prod adicionales denominadas One Year Production y Frac Job. Todas las cargas de enlace de Prod usan el Perfil de Presión Externa denominada Fluid Gradient (w/Pore Pressure).
LandMark
WellCat
272
Definiendo Detalles de Cargas
Desde la lista de botón de gota, seleccione la Operación Prod para la que quiere enlazar la carga. Observe que los datos serán importados desde la carga seleccionada. Presión de Cabezal que actúe sobre un fluido Usted puede ingresar un Wellhead Pressure/ (ya sea un fluido de desplazamiento, u otro fluido que usted seleccione.)
Usted puede definir una Axial Force/ Fuerza Axial a una cierta profundidad, si lo desea.
Ejercicio de Clase: Definiendo los Detalles de Enlace de Prod Use la pestaña Loads > Loads > Details Casing para definir los detalles según descritos arriba para la carga denominada Circulate Packer Fluid.
LandMark
WellCat
273
Esta pestaña confirma el perfil previamente seleccionado y otra información para la carga. Usando esta pestaña, puede variar la naturaleza del External Profile seleccionado.
Ejercicio de Clase: Definiendo los Detalles de la Carga de Enlace de Prod Use la pestaña Loads > Loads > Details Casing para definir los detalles según descritos arriba para la carga denominada Circulate Packer Fluid. Defina dos cargas adicionales de Prod Link usando los datos de la siguiente tabla. Load/Carga One Year Production/Un Año de Producción
Frac Job/Trabajo de Fracturamiento
LandMark
Details/Detalles Enlace a la operación Prod One Year Production. Use los siguientes datos para definir la carga: presión de cabezal de 0 psig en el fluido interno y externo, salmuera de 10 ppg dentro de la sarta de amarre, densidad de lodo de 14.1 ppg arriba de la TOC, 8.33 ppg debajo de la TOC, y utilice lodo deteriorado con una densidad base de 7 ppg. Enlace a la operación Prod Frac Job. Use los siguientes datos para definir la carga: presión de cabezal de 0 psig en el fluido interno y externo, agua fresca dentro de la sarta de amarre, y use densidad de los de 14.1 ppg arriba y debajo de la TOC.
WellCat
274
Definiendo Cargas Híbridas Definirá cuatro cargas de este tipo: Hot Kill of Tubing Leak, Cold Frac of Tubing Leak, Hot Casing Evacuation, Ambient Casing Evacuation. Consulte “Definiendo las Cargas de la Tubería de Revestimiento” en la página 253 para más información en los tipos de cargas. Definiendo Cargas Híbridas
Ejercicio de Clase: Definiendo las Cargas de Enlace de Prod Use Loads > Loads para definir una carga denominada Hot Kill of Tubing Leak. Esta carga es un Prod Link/Enlace de Prod. Haga clic a Details para especificar detalles adicionales acerca de la carga. Defina tres cargas híbridas adicionales denominadas Cold Frac of Tubing Leak, Hot Casing Evacuation y Ambient Casing Evacuation. Todas las cargas usan External Pressure Profile denominado Fluid Gradient w/Pore Pressure.
LandMark
WellCat
275
Definiendo los Detalles de la Carga
Desde la lista de botón de gota, seleccione la carga de tubería de revestimiento que quiere enlazar a la carga. Observe que los datos serán importados desde la carga seleccionada.
Override Internal Pressure Profile/Anular perfil de Presión Interna le proporciona la opción de especificar una presión superficial adicional y fluido para definir el perfil de presión dentro de la sarta actual.
Ejercicio de Clase: Definiendo los Detalles de la Carga Híbrida Use la pestaña Loads > Loads > Details Casing para definir los detalles según descritos arriba para la carga denominada Hot Kill of Tubing Leak.
LandMark
WellCat
276
\ Ejercicio de Clase: Definniendo los Detalles de la Carga de Enlace de Prod Use la pestaña Loads > Loads > Details Casing para definir los detalles según descritos arriba para la carga denominada Hot Kill of Tubing Leak. Defina cuatro cargas Híbridas adicionales usando los datos en la siguiente tabla. Puede considerar usar el botón Copy Load/Copiar Carga en el cuadro de diálogo Loads > Loads para reducir la cantidad de entrada de datos cuando cree una carga que es similar a una carga existente. Load/Carga Cold Frac of Tubing Leak
Hot Casing Evacuation
Ambient Casing Evacuation
LandMark
Details/Detalles Enlace a la carga de tubería de revestimiento Frac Job, presión de cabezal a 9,000 psig en fluido interno, 0 psig de presión de cabezal en fluido externo, salmuera de 10 ppg dentro de la sarta de amarre, densidad de lodo de 14.1 ppg arriba de la TOC, 8.33 ppg debajo de la TOC, y use lodo deteriorado con una densidad base de 7 ppg. Enlace al caso de carga de tubería de revestimiento One Year Production, 100% evacuada, fluido de agujero es agua fresca, presión de cabezal a 0 psig en fluido externo y use densidad de lodo de 14.1 ppg arriba y abajo de la TOC. Enlace al caso de carga de tubería de revestimiento Frac Job, 100% evacuada, el fluido del agujero es salmuera a 10 ppg, presión de cabezal a 0 psig en el fluido externo, y use densidad de lodo de 14.1 ppg arriba y abajo de la TOC.
WellCat
277
Calculando los Resultados de Casing Después de ha definido todos las cargas de tubería de revestimiento, está listo para calcular y ver los resultados. Existen varias maneras de entrar al cuadro de diálogo Calculate/Calcular. 1. Use Results > Calculate 2. Haga clic al botón
de la barra de herramientas
3. Presione la Tecla F8 en el teclado 4. Seleccione Calculate usando el Wizard
Calculate es la última partida en la Lista de Wizard.
LandMark
WellCat
278
Calculando Resultados Cuando calcule resultados, se le pedirá que seleccione las cargas para las que quiere calcular los resultados. El cuadro de diálogo Results > Calculate se usa para seleccionar las cargas.
Haga clic a Calculate para calcular los resultados para las cargas seleccionadas
Por default, todas las cargas son seleccionadas cuando se despliega por primera vez el cuadro de diálogo
Haga clic a diagnostics para desplegar los datos de ingeniería antes después de cada cálculo.
La barra de avance es un indicador del proceso de cálculo
Ejercicio de Clase: Calcule Resultados Use el cuadro de diálogo Results > Calculate para seleccionar las cargas que ha definido.
LandMark
WellCat
279
Analizando Resultados de Tubería de Revestimiento Después de que calcule los resultados usando Results > Calculate los resultados están disponibles para su análisis. Los resultados están todos disponibles usando el menú Results y están divididos en tres categorías principales: • Single Load/Carga Individual – El sub-menú Single Load contiene los resultados de esfuerzo asociados con una carga en particular. Esta carga se denomina Current Load. • Summaries/Resúmenes – El sub-menú Summaries contiene los resultados resumidos para cada carga, y, como con resultados de Single Load, desplegados sólo para la carga actual. • Multiple Loads/Cargas Múltiples – Los resultados disponibles bajo el sub-menú Multiple Loads comparan resultados de una carga con aquéllos de otra. Esto es útil para el análisis de sensibilidad. La carga actual también puede ser seleccionada usando el Output Wizard, mostrado en la siguiente página.
Seleccionando la Carga Actual para Vistas de Resultados Individuales y Resumidos Para vistas tipo resultados para Carga Individual y Resumen, debe seleccionar la Carga Actual para indicar la carga que le interesa analizar. Puede seleccionar Carga Actual en las siguientes dos maneras.
LandMark
WellCat
280
• Seleccione la carga actual usando Results > Current Load. La carga actualmente selecciona siempre se mostrará con una marca de selección.
Seleccione la carga para la que quiere ver los resultados cuando está usando un resultado de carga Individual. En este ejemplo, Initial Conditions está seleccionado. • Use el Output Wizard. El Output Wizard usa el mismo control de barra de herramienta como el Input Wizard. El cambio entre las dos modalidades es controlado por el estado del botón Input. Si el botón está en el estado liberado mostrado arriba, el Wizard es tratado como el Output Wizard. Haga clic al botón Input para cambiar entre los wizards input y output
La carga seleccionada quedará desplegada en el Wizard y/o seleccionada en la lista
LandMark
Use los botones de flechas izquierda y derecha para navegar a través de la lista de cargas
WellCat
281
Viendo Resultados para Cargas Múltiples Revisando los Límites del Diseño
Los casos de carga que caen dentro del envolvente de diseño cumplen con el criterio, en tanto que aquéllos que están afuera no.
La carga Hot Kill of Tubing Leak falla en el criterio triaxial.
Otras cargas se aproximan al límite triaxial.
El colapso API es reducido por tensión y presión interno de acuerdo al Boletín 5C3-
Ejercicio de Clase: Revisando los Límites de Diseño Entre a Results > Multiple Loads > Design Limits y revise los límites de diseño. Observe las cargas que excedan o estén a punto de exceder los límites de diseño.
LandMark
WellCat
282
Usando Data Selection/Selección de Datos
El campo Loads despliega todas las cargas válidas que han sido exitosamente calculadas. Para seleccionar todas las cargas, clic izquierdo del ratón y seleccione la primera carga en la parte superior de la lista, presione y mantenga oprimida la tecla Shift en su teclado, luego seleccione la última carga (la última del fondo). Para seleccionar varias cargas noconsecutivas, presione y mantenga oprimida la tecla Ctrl en vez de la tecla Shift de su teclado mientras selecciona las entradas deseadas.
Si la tubería de revestimiento tiene más tramos definidos en la hoja de cálculon Wellbore > Casing and Tubing Configuration > String Sections, vera los tramos enlistados aquí. Existe un gráfico diferente para cada tramo.
Ejercicio de clase: Usando Selección de Datos Haga clic derecho y seleccione Data Selection para cambiar los resultados vistos en el gráfico.
LandMark
WellCat
283
Revisando los Factores de Seguridad Triaxiales
La línea vertical indica el factor de seguridad triaxial
El caso de carga Hot Kill of Tubing Leak parece fallar en el criterio triaxial en Results > Multiple Loads > Design Limits Plots al estar afuera del envolvente triaxial y aquí puede ver que llega derecho a la línea del límite triaxial pero no cruza la línea. Los límites triaxiales mostrados en el Design Limits Plot sólo son aproximados porque el gráfico es una representación 2D de un envolvente 3D, así que es importante verificar los resultados del Design Limit viendo Results > Multiple Loads > Triaxial Safety Factors Plot.
Ejercicio de Clase: Revisando los Factores de Seguridad Triaxiales Entre a Results > Multiple Loads > Triaxial Safety Factors para revisar los factores de seguridad triaxiales para todas las cargas. Use Zoom y Switch (ambos en el menú de clic derecho) para revisar los datos con más detalle o en forma tabular.
LandMark
WellCat
284
Revisando la Presión Diferencial El Gráfico Results > Multiple Loads > Differential Pressure despliega la presión diferencial como una función de profundidad para todas las cargas y le permite ver cuáles cargas impulsan el criterio de estallido y de colapso.
Las cargas Hot Casing Evacuation y Ambient Casing Evacuation contribuyen al diseño de colapso.
El diferencial de presión negativa sobre el eje “x” representa la presión de colapso, mientras el positivo representa la presión de estallido
La carga Pressure Test contribuye al diseño de estallido para la cima de 8,000 ft de la tubería y el Cold Frac of Tubing Leak contribuye al diseño de estallido en el resto de la tubería.
Ejercicio de Clase: Revisando la Presión Diferencial Entre a Results > Multiple Loads > differential Pressure para determinar cuáles cargas contribuyen al diseño de estallido y colapso.
LandMark
WellCat
285
Revisando el Cambio de Longitud Use Results > Multiple Loads > Length Change Bar Chart para desplegar los cambios totales de longitud que ocurren debido a los efectos de carga, temperatura y presión en el tramo no cementado de la sarta actual para cada caso de carga seleccionado en el cuadro de diálogo de Data Selection.
Ejercicio de Clase: Revisando los Cambios de Longitud Entre a Results > Multiple Loads > Length Change Bar Chart para revisar los cambios en longitud defico a temperatura, pandeo, balonamiento, Ley de Hooke, pandeado en longitud total o el cambio total de longitud. Use Data Selection para cambiar los datos desplegados.
LandMark
WellCat
286
Viendo Resultados para Cargas Individuales Revisando los Factores de Seguridad La carga seleccionada está indicada en la barra de título.
Los factores de seguridad triaxiales y colapso se acerca bastante a caer debajo de los factores de seguridad del diseño cercano al fondo del pozo.
Ejercicio de Clase: Revisando los Factores de Seguridad Entre a Results > Single Loads > Safety Factors para la carga Hot Casing Evacuation. Observe dónde podrían caer los factores de seguridad por debajo o cercano a los factores de seguridad del diseño.
LandMark
WellCat
287
Revisando las Cargas Axiales
Ejercicio de Clase: Revisando las Cargas Axiales Entre a Results > Single Loads > Axial Loads para el caso de carga Cold Frac of Tubing Leak. Observe la diferencia entre las cargas axiales con y sin flexionamiento. Aunque el pozo está vertical entre 10,000 ft 15,500 ft, se induce fuerza axial adicional a la sarta debido al pandeo.
LandMark
WellCat
288
Viendo los Resúmenes de Resultados Revisando el Movimiento de Tubería de Revestimiento El cambio de la longitud total está desplegado, así como la porción del cambio que se debe a la Ley de Hooke, pandeo, presión diferencial, y cambio de temperatura. El movimiento total es cero asumiendo que en la cima de la sarta (cabezal) y el fondo (cima de cemento) son puntos fijos y el movimiento no se permite. Se crea una entrada para cada sarta de TR con la cima en el colgador y la base en la cima de cemento (TOC). Los datos no son reportados para ningún punto debajo de la TOC porque es un punto fijo.
Los números positivos de cambio de longitud reflejan un incremento e la longitud de la TR, en tanto que los números negativos reflejan una reducción en longitud.
Indica típicamente la Buckled Length/Longitud Pandeada desde la TOC hasta el punto neutral
Ejercicio de Clase: Revisando el Movimiento de la Tubería de Revestimiento para una Carga Individual Use Results > Summaries > Movement para revisar los resultados de la carga Cold Frac of Tubing Leak.
LandMark
WellCat
289
Revisando las Cargas en la Tubería de Revestimiento
Sólo se incluyen las profundidades “importantes” en este resumen (por ej.: cambio en el área de sección transversal, cima de cemento, etc.) La fuerza negativa axial indica la compresión, en tanto que la fuerza positiva indica tensión.
La fuerza de sacada adicional requerida para evitar que la TR se pandee es calculada y desplegada aquí en cualquier momento en que el pandeo esté presente.
Los altos valores de Dogleg y Torque ocurren donde la Tubería de Producción está pandeada.
Si los resultados de la presión externa incluyen el efecto de la expansión de fluido anular, (una opción de análisis sobre la pestaña Loads > Design Parameters > Analysis Options), se colocará un asterisco junto al valor, y se desplegará una notificación al fondo de la
La Friction Force/Fuerza de Fricción será sólo de no-cero si la opción de fricción ha sido activada en la pestaña Analysis Options del cuadro de diálogo Design Parameters.
Ejercicio de Clase: Revisando los Resúmenes de Carga de Tubería de Revestimiento para una Carga Individual Use Results > Summaries > Casing Load para revisar los resultados para la carga Cold Frac of Tubing Leak.
LandMark
WellCat
290
Usando la Tabla de Resumen de Carga de Tubería de Revestimiento Es importante recordar que WellCat es una herramienta de análisis y no una herramienta de diseño. Use los siguientes pasos para asegurar que usted está realizando el análisis usando la presión y la temperatura de su elección así como para inspeccionar las fuerzas axiales y las patas de perro que resulten de las temperaturas y presiones combinadas actuando sobre la sarta. 1. Típicamente las tablas de resultados de resumen son utilizadas por los analistas experimentados para realizar una revisión inicial de control de calidad de los datos ingresados. Se recomienda que revise cuidadosamente las distribuciones de presión interna y externa en cada profundidad para verificar que la condición de entrada para el perfil de presión interna y externa ha sido correctamente definida. Verifique específicamente por discontinuidades de presión alrededor de las cimas de cemento y de las profundidades del colgador del liner. 2. Luego, verifique que la distribución de temperatura para cada profundidad es la que usted pretendía que fuera. Recuerde que la distribución de temperatura está especificada con el caso de carga (para las cargas de Prod Link), o asumidas (por WellCat) con base en el caso de carga. (Por ej.: la temperatura no alterada es la distribución de temperatura asumida para los casos de carga Pressure Test). 3. Después de completar estas validaciones, inspeccione la fuerza axial y la distribución de pata de perro (usando el gráfico o la tabla Results > Summaries > Tubing Load) para cada profundidad para verificar que los resultados se correlacionen con los efectos combinados de los puntos fijos (Cimas de cemento), temperatura y presión interna/externa actuando sobre la sarta.
LandMark
WellCat
291
Revisando las Clasificaciones de la Tubería de Revestimiento La hoja de cálculo Results > Summaries > Ratings despliega el cuerpo de tubería mínimo y las clasificaciones de conexión para cada tramo de la sarta seleccionada. Las clasificaciones consisten de estallido, colapso, tensión y compresión. Las clasificaciones de tubería se derivan de la hoja de cálculo Inventories > Pipe Inventory. Las clasificaciones de las conexiones son tomadas de la hoja de cálculo Inventories > Proprietary Connections, o calculadas internamente para conexiones de la API.
Se creará una entrada para cada tramo de la sarta.
Una descripción del mecanismo que causa que la clasificación de la conexión será menor que el cuerpo de la tubería, está localizada en la leyenda ubicada del lado izquierdo inferior de esta hoja de cálculo.
LandMark
Observe la C que indica las conexiones que tienen clasificación tensil reducida.
WellCat
292
Ejercicios Independientes Determine si la sarta de amarre de 7” es necesaria al correr el análisis y remover la sarta de amarre de 7”, y usando la tubería de revestimiento de 9 5/8” como la tubería de revestimiento de producción.
LandMark
WellCat
293
Capítulo 9 Usando Tube/Tubería El módulo Tube de WellCat se usa para analizar condiciones de cargas de tuberías de producción, integridad del diseño y comportamiento de pandeo bajo mecánica compleja, presión de fluido y de carga térmica. Tiene una generación de caso de carga estándar y automático, está enlazado al análisis término de Prod, y es una herramienta de ingeniería avanzada de ambiente Windows para: • Diseño y análisis de tubería de producción, comprensivos • Cargas de instalación y servicio • Movimiento de tubería de producción • Terminaciones complejas • Pandeo • Tuberías CRA con anisotropía de cedencia El módulo Tube tiene las siguientes características funcionales: • Determinación de cargas y esfuerzos de instalación y servicio derivado de los casos de carga de generación estándar o automáticamente y definidos por usuario, incluyendo producción, inyección, cierre, fuga en tubería de producción, bombeando para matar, bomba de varilla, prueba de presión, revisión en pantalla de fracturas, evacuación total, y margen de jalón durante la instalación. • Determinación de carga precisa, esfuerzo y soluciones de pandeo para ambos pozos verticales y direccionales, con o sin fricción. • Acomodación de empacadores múltiple-mecánicos o asentados hidráulicamente y acoplamiento de terminación dobles. • Especificaciones de enganches y deslizamiento de los aparejos de sello de empacador de tubería de producción, con desplazamiento arriba/abajo definido por usuario y restricciones de detención. • Consideración de todos los mecanismos de carga mecánico, presión de fluido y térmico para todos los casos de carga. • Especificación de factores de diseño separados para el cuerpo de la tubería y la conexión. • Determinación de los factores de seguridad de estallido, colapso, axiales y triaxiales, con factores de seguridad axial y de estallido con base en la reducción del cuerpo de la tubería o clasificación de la conexión. • Acomodación de anisotropía de cedencia especificada por usuario para CRA o aplicaciones de materiales compuestos. • Acomodación de resistencia a cedencia dependiente de temperatura y especificado por usuario. • Evaluaciones de expansión del fluido anular debido a calentamiento durante perforación o producción, y determinación de los volúmenes de purgado requeridos para controlar las cargas de colapso y de estallido.
LandMark
WellCat
294
Flujo de Trabajo de la Capacitación En esta sección del curso aprenderá cómo usar el módulo Tube. Definirá un rango de cargas de tubería de producción que ocurren durante la vida del pozo. Para asegurar que todos los participantes del curso están trabajando con los mismos datos, abrirá un archivo de análisis que ya ha sido configurado para usted. Este archivo se denomina CourseTube y contiene todos los datos que ya ha ingresado. Ejercicio de Clase: Abriendo el Archivo Tube Data/Datos de Tubería de Producción Use File > Open para abrir el archivo denominado CourseTube.wcd. Cierre el otro archivo con el que estaba trabajando. Consulte “Usando la Tubería de Producción” en la página 28 para tener una lista de los pasos del flujo de trabajo que será cubierto en este capítulo.
Seleccionando el Módulo Tube/Tubería
LandMark
WellCat
295
Para seleccionar el Módulo Tube, primero debe tener el WellCat activado. Consulte la sección “Iniciando” en la página 32 para ver las instrucciones sobre cómo iniciar el WellCat. Ejercicio de Clase: Seleccionando el Módulo Tube Haga clic en el botón
de la barra de herramientas para activar el módulo Tube.
en la Barra de Herramientas Después de que el WellCat esté activado, haga clic sobre Product. La manera alterna es utilizar Tools > Select Product > Tube.
LandMark
WellCat
296
Definiendo los Empacadores Use el cuadro de diálogo Wellbore > Packers para especificar los nombres y características esenciales de los empacadores y el equipo de producción (incluyendo las válvulas de seguridad del anular, los colgadores de tubería de producción y las anclas de la tubería de producción) instalados en el pozo. Las características incluyen profundidad, tipo de empacador y movimiento. Tube puede analizar la tubería de producción hasta por un máximo de cinco empacadores. Los datos del empacador se ingresan para cada uno de los empacadores en el orden en que los empacadores son asentados. Escriba el nombre del empacador que quiere definir. Los datos en el cuadro de diálogo pertenecen al empacador que está actualmente seleccionado.
Por default, el empacador se considera mecánicamente asentado. Marque la caja y especifique la información adicional si el empacador es asentado hidráulicamente.
Cada empacador debe tener una profundidad única dentro del intervalo delimitado por la profundidad del colgador y la tubería de producción.
La sección de las cuñas sólo está activada cuando el tipo de empacador es Annular Safety Valve/Válvula de Seguridad del Anular o Tubing Hanger/Colgador de TP. Las cuñas representan el movimiento característico del empacador.
Seleccione el tipo de empacador y sarta de corrida desde las listas de botón de gota.
Haga clic a Details para definir los detalles adicionales asociados con el empacador.
Ejercicio de Clase: Definiendo los Detalles del Empacador Defina dos empacadores usando el cuadro de diálogo Wellbore > Packers. El segundo empacador es denominado Integral Packer y también es hidráulicamente asentado. El segundo empacador es asentado a 19,000 ft MD, con una presión establecida inicial de 3,000 psig, y una profundidad de tapón de 19,000 ft MD. El empacador es corrido sobre la tubería de producción.
LandMark
WellCat
297
Definiendo los Detalles del Empacador Haga clic al botón Details en el cuadro de diálogo Wellbore > Packers para entrar a las pestañas de detalles de los empacadores. Use las pestañas Packer Details para especificar la información requerida acerca del empacador o del equipo de producción que usted definió en el cuadro de diálogo Wellbore > Packers.
El nombre del empacador es desplegado en la barra de títulos.
Una carga axial cambia como resultado de una fuerza de sacada o metida, que puede ser especificada
Si existe más de una sarta de TP (doble), cada nombre de sarta de TP es desplegado como el nombre de una pestaña. El cuadro de Seal Bore Present, define un área de pistón para el aparejo del sello en el cual una presión diferencial puede actuar sobre la TP. Si el cuadro no está marcado, la TP se asume como integrada al empacador y acoplada sin efecto pistón. El Packer Bore ID/Identificación del Empacador afectará la distribución de la fuerza axial en la TP.
Si el cuadro Seal Movement Allowed/Movimiento del Sello Permitido no está marcado, cualquier movimiento de la TP es evitado y el empacador se asume como fijo.
Seal Assembly/Aparejo del Sello requiere de la Selección de la Tail Pipe/Tubería Final, que modela la TP debajo del empacador que está soportado por el empacador. Stroke Through/Embolada indica que la TP debajo del empacador está soportada por la TP de arriba.
Ejercicio de Clase: Definiendo los Detalles del Empacador Use la pestaña Packer Details para definir los detalles adicionales para el Retrievable Packer como se definió arriba. Usando las pestañas Details, especifique que el Integral Packer no tiene un sello presente, ni tampoco tiene un cambio de carga axial después de asentar el empacador
LandMark
WellCat
298
Definiendo los Parámetros de Diseño Especificando los Factores de Diseño Use la pestaña Loads > Design Parameters para definir los factores de diseño que especifican los factores de seguridad mínimos aceptables para el cuerpo de la tubería y conexiones para todas las cargas. Los Factores de Diseño son los factores de seguridad mínimos permisibles.
Ejercicio de Clase: Definiendo los Parámetros de Diseño Entre al cuadro de diálogo Loads > Design Parameters y especifique los parámetros de diseño como se describen arriba.
LandMark
WellCat
299
Especificando las Opciones de Análisis Se recomienda que siempre realice un análisis de sensibilidad que incluya el efecto de la temperatura sobre la resistencia mínima a cedencia. Los pozos de alta temperatura siempre deben incluir reducción de temperatura en el análisis, especialmente para la tubería de producción o sarta de tubería de revestimiento. Para incluir la reducción de temperatura, marque Enable Temperature Deration/Activar Reducción de Temperatura para reducir la resistencia a cedencia del material como una función de temperatura. Consulte “Especificando las Opciones de Análisis” en la página 249 para más información de las otras opciones de análisis.
Se recomienda realizar un análisis de sensibilidad incluyendo el efecto de contacto por fricción debido a pandeo y desviación de agujero o curvatura. Incluya los efectos de la fricción marcando el cuadro Enable Friction/Activar Fricción. El valor por default para el coeficiente de fricción es de 0.3.
Ejercicio de Clase: Especificando las Opciones de Análisis Entre a la pestaña Loads > Design Parameters > Analysis Options y marque el cuadro Enable Temperature Deration.
LandMark
WellCat
300
Definiendo las Condiciones Iniciales El cuadro de diálogo Loads > Initial Conditions se usa para definir las condiciones iniciales para el análisis de esfuerzo. Las condiciones iniciales se refieren a las temperaturas y presiones en el punto en el tiempo cuando la tubería de revestimiento/tubería de producción está aterrizada. Los valores de condición iniciales deben ser ingresados, a un mínimo en la cima y la base de la sarta. Las condiciones iniciales estándares para Tube son las temperaturas no alteradas y las densidades desde el cuadro de diálogo Wellbore > Undisturbed Temperatures y la hoja de cálculo Wellbore > Annulus Contents, respectivamente.
LandMark
WellCat
301
Especificando los Perfiles de Temperatura y Densidad de la Sarta de Trabajo de la Tubería de Producción Use la pestaña Loads > Initial Conditions > String para especificar los perfiles de la sarta de tubería de producción para densidad y temperatura.
Haga clic al botón de comando Fill/Llenar cuando quiera usar los valores de una operación definida usando Prod. Haga clic a Default para usar los datos de los cuadros de diálogo Wellbore > Annulus Contents o Wellbore > Undisturbed Temperature. Ejercicio de Clase: Especificando los Perfiles de Densidad y Temperatura de la Sarta de Trabajo de la Tubería de Producción Entre a la pestaña Loads > Initial Conditions > String. Haga clic a los botones Default para ambos, densidad de tubería de producción y temperatura de tubería de producción para usar los datos especificados en los cuadros de diálogo Wellbore > Annular Contents y Wellbore > Undisturbed Temperature como los defaults para los perfiles.
LandMark
WellCat
302
Especificando los Perfiles de Densidad Anular y Temperatura Use la pestaña Loads > Initial Conditions > Annulus para especificar sus perfiles de anular de tubería de revestimiento/tubería de producción para densidad y temperatura.
Ejercicio de Clase: Especificando los perfiles de Temperatura y Densidad Anulares Entre a la pestaña Loads > Initial Conditions > Annulus. Haga clic a los botones Default para ambos, densidad de tubería de producción y temperatura de tubería de producción para usar los datos especificados en los cuadros de diálogo Wellbore > Annular Contents y Wellbore > Undisturbed Temperature como los defaults para los perfiles.
LandMark
WellCat
303
Definiendo las Cargas de Tube/Tubería En esta sección del curso, estará definiendo todas las cargas que se requieren para analizar las cargas de la tubería de producción. Creará y definirá muchos detalles para las siguientes cargas: • Inicio de producción • Producción de Un Año • Trabajo de Fracturamiento • Evacuación de Tubería de Producción Caliente • Evacuación de Tubería de Producción Fría • Prueba de Presión • Margen de Jalón de 60 kips • Producción de Estado Estacionario • Cierre de Producción • Bombear para Matar • Fracturamiento en Pantalla • Fuga de Tubería de Producción Caliente • Fuga de Tubería de Producción Fría
LandMark
WellCat
304
Tipos de cargas de Tubería de Producción Use el cuadro de diálogo Loads > Loads para definir el tipo de carga de tubería de producción que quiere analizar para la sarta de tubería de producción. Existen cinco tipos de cargas: • Cargas con simulación térmica interna: Este tipo de carga realizará un cálculo térmico simple usando una porción del código de ingeniería de Prod que está incorporado en Tube. • Cargas con enlaces: Este tipo de carga excluirá las predicciones de temperatura y presión de una carga con simulaciones térmicas internas o de una operación de Prod. • Cargas sin enlaces: Este tipo de carga asume el perfil de temperatura a condiciones iniciales. • Cargas de Prod: Las Cargas de Prod excluyen directamente las temperaturas y presiones de una operación de Prod. • Cargas Personalizadas: Este tipo de carga le permite escribir directamente cualquier distribución de presión y temperatura.
LandMark
WellCat
305
Definiendo las Cargas de Simulación Térmica Interna
Seleccione la carga Type desde la lista de botón de gota. Existen cinco amplias categorías de cargas: El cuadro de diálogo de Loads aparece con la sarta seleccionada indicada arriba del cuadro de la lista de botón de gota Type.
• Cargas que incluyen una simulación térmica interna • Cargas con enlaces • Cargas sin enlaces • Cargas de Prod • Cargas personalizadas
Haga clic a Details para especificar los detalles adicionales de las cargas.
Use Copy Load para copiar una carga de tubería de producción definida como una nueva carga de tubría de producción con los mismos
Ejercicio de Clase: Creando una Larga de Tubería de Producción de Enlace Prod Use el cuadro de diálogo Loads > Loads para definir una carga denominada Steady State Production. El tipo de carga es Steady-State Production y es un tipo de carga de simulación térmica interna. Haga clic al botón Details para especificar información adicional acerca de la carga.
LandMark
WellCat
306
Definiendo los Detalles de Carga Use la pestaña Annulus para especificar una presión de cabezal del anular.
La combinación de datos de entrada debe ser seleccionada desde la lista de botón de gota Input antes de que los gastos de producción puedan ser especificados.
Ejercicio de Clase: Definiendo los Detalles de la Carga de Simulación Térmica Interna Defina los detalles de la carga de Steady-State Production usando las pestañas Loads > Loads > Details según se despliegan arriba. La presión del cabezal del anular para esta carga es de 0 psig.
LandMark
WellCat
Definiendo Cargas con Enlaces Seleccione Tubing Evacuation/Evacuación de TP como el Type/Tipo.
Ejercicio de Clase: Definiendo las Cargas con Enlaces Use el cuadro de diálogo Loads > Loads para definir la carga denominada Hot Tubing Evacuation. El tipo de carga es Tubing Evacuation porque está enlazada a una carga definida usando el módulo Prod. Usando Detalles de Cargas
Seleccione la Operación Prod a la que quiere enlazarse desde la lista de botón de gota. Observe que los datos serán importados desde la operación seleccionada.
LandMark
307
WellCat
Nombre de la Carga Evacuación de TP Caliente Evacuación de TP Fría Cierre de Producción
Bombear para Matar
Fracturamiento en Pantalla
Fuga de TP Caliente
Fuga de TP Fría
LandMark
308 Tipo Enlace a: Detalles Producción Producción de Presión del cabezal del de Un Año Un Año anular a 0 psig Evacuación Trabajo de Presión del cabezal del de TP Fracturamiento anular a 0 psig Cierre Producción Presión de la bomba a 14,000 Estado psig en los disparos (19952 ft Estacionario MD). La densidad de la TP es desde la operación de prod. Presión del cabezal del anular a 0 psig. Bombear Cierre Presión de la bomba a 9,000 para Matar Después de psig y presión del cabezal del Producción anular a 0 psig Inicial Fractura en Trabajo de Presión de la bomba a 8,900 pantalla Fracturamiento psig. Presión del cabezal del anular a 3,000 psig Fuga en TP Cierre N/A Después de 1 Año de Producción Fuga en TP Trabajo de N/A Fracturamiento
WellCat
Definiendo Cargas Sin Enlaces Seleccione la carga Type > Pressure Test desde la lista de botón de gota
Ejercicio de Clase: Creando Cargas Sin Enlaces Use el cuadro de diálogo Loads > Loads para definir una carga denominada Pressure Test. Este tipo de carga asume el perfil de temperatura de condiciones iniciales.
LandMark
309
WellCat
310
Definiendo Detalles de Cargas Especifique la presión de prueba.
Seleccione el contenido de la tubería de producción desde la lista de botón de gota.
Ejercicio de Clase: Definiendo los Detalles de las Cargas sin Enlaces Defina los detalles de la carga Pressure Test usando las pestañas Loads > Loads > Details. Existe una presión del cabezal del anular de 0 psig. Defina otra carga denominada 60 kips Overpull. El fluido de corrida es Salmuera a 10 ppg, y la fuerza de margen de jalón es de 60,000 lbf.
LandMark
WellCat
311
Definiendo las Cargas de Enlace de Prod
Ejercicio de Clase: Creando una Carga de Tubería de Producción de Enlace a Prod Use el cuadro de diálogo Loads > Loads para definir una carga denominada Production Start Up. El tipo de carga es Prod Link porque éste está enlazado a una carga definida usando el módulo Prod.
LandMark
WellCat
312
Definiendo Detalles de las Cargas Use la pestaña Annulus para especificar una presión de cabezal del anular.
Seleccione la operación Prod a la que quiere enlazarse desde la lista de botón de gota. Observe que los datos serán importados desde la operación seleccionada.
Ejercicio de Clase: Definiendo los Detalles de las Cargas de Enlace de Prod Defina los detalles de la carga Production Start Up usando las pestañas Loads > Loads > Details. La siguiente tabla contiene información acerca de estas cargas. Nombre de la Carga
Tipo
Enlace a:
Arranque de Producción Producción de Un Año Trabajo de Fracturamiento
Enlace a Prod
Arranque de Producción Producción de Un Año Trabajo de Fracturamiento
LandMark
Enlace a Prod Enlace a Prod
Presión del Cabezal del Anular, psig 0 0 3000
WellCat
313
Calculando los Resultados de Tube/Tubería Después de que haya definido todas las cargas de tubería de producción, está listo para calcular y ver los resultados. Existen varias maneras de entrar al cuadro de diálogo Calculate. 1. 2. 3. 4.
Use Results > Calculate Haga clic al botón de la barra de herramientas Presione la tecla F8 en el teclado. Seleccione Calculate usando el Wizard.
Calculate es la última partida en la lista del Wizard.
Seleccionando las Cargas Para las Que Quiere Calcular Los Resultados Cuando calcula resultados, se le pedirá seleccionar las cargas para las que quiere calcular los resultados. El cuadro de diálogo Results > Calculate se usa para seleccionar las cargas.
LandMark
WellCat
314
La Opción Perform Displacement Study Calcs/Realice Cálculos de Estudio de Desplazamiento se usa para realizar un protocolo especial de cálculo que calcula las cargas de la tubería de producción al máximo valor de sacada (desplazamiento). Consulte la ayuda en línea para más información
Haga clic a Calculate para calcular los resultados para las cargas seleccionadas.
Por default, todas las cargas que no tengan resultados ya calculados son seleccionadas cuando el cuadro de diálogo se despliega por primera vez, pero usted puede seleccionar una subserie de estas cargas usando las teclas Shift y CTRL. Es buena práctica calcular resultados para todas las cargas
Haga clic a Diagnostics para desplegar los datos de ingeniería antes y después de cada cálculo.
La barra de avance es un indicador del proceso de cálculo.
Ejercicio de Clase: Seleccionando las Cargas Para las que Quiere Calcular los Resultados Use el cuadro de diálogo Results > Calculate para seleccionar las cargas que usted definió.
LandMark
WellCat
315
Analizando los Resultados de Tuberías Después que calculó los resultados usando Results > Calculate, los resultados están disponibles para su análisis. Los resultados están todos disponibles usando el menú Results y están divididos en tres categorías principales: • Single Load/Carga Individual – El sub-menú Carga Individual contiene los resultados de esfuerzo asociados con una carga en particular. Esta carga se denomina Current Load. • Summaries/Resúmenes – El sub-menú Resúmenes contiene los resultados resumidos para cada carga, y, como en los resultados de Carga Individual, desplegados sólo para la carga actual. • Multiple Loads/Cargas Múltiples – Los resultados disponibles bajo el sub-menú Cargas Múltiples comparan los resultados de una carga con aquéllas de otra. La carga actual también puede ser seleccionada usando el Output Wizard, mostrado en la siguiente página. Seleccionando la Carga Actual para las Vistas de Resultados Individual y Resumen Para las vistas tipo resultados Carga Individual y Resumen, usted debe seleccionar la Carga Actual para indicar la carga que usted está interesado en analizar. Puede seleccionar Carga Actual en las siguientes dos maneras.
LandMark
WellCat
316
• Seleccione la carga actual usando Results > Current Load. La carga actualmente seleccionada siempre se mostrará con una marca de selección.
Seleccione la carga para la que quiere ver los resultados cuando esté usando un resultado de Carga Individual. En este ejemplo, la carga Cold Tubing Leak está seleccionada. • Use el Output Wizard. El Output Wizard usa el mismo control de barra de herramientas que el Input Wizard. El cambio entre las dos modalidades es controlado por el botón de estado Input. Si el botón está en el estado liberado como se muestra arriba, el Wizard es tratado como el Output Wizard. Haga clic al botón Input para cambiar entre los wizards input/entrada y output/salida
Use los botones de flecha izquierda y derecha para navegar a través de la lista de cargas La carga seleccionada será desplegada en el Wizard y/o seleccionada en la lista.
LandMark
WellCat
317
Viendo los Resultados para Cargas Múltiples Revisando los Límites de Diseño
El colapso API es reducido para tensión y presión interna de acuerdo al Boletín 5C3.
Ejercicio de Clase: Revisando el Gráfico de Límites de Diseño Entre al gráfico Results > Multiple Loads > Design Limits. Observe que la carga Frac Job no cae dentro del envolvente. Seleccionando Otros Datos para Analizar Use el cuadro de datos Data Selection para seleccionar las cargas y tramos de tubería para los que quiere revisar los resultados. El cuadro de diálogo Data Selection está disponible para la mayoría de los resultados de Cargas Individual y Múltiples.
LandMark
WellCat
318
Todos los tramos de tubería de producción definidos en la hoja de cálculo Wellbore > Casing and Tubing > String Sectios estarán desplegados aquí. Existe un Design Limits Plot diferente para cada tramo de la sarta. El campo Pipe Sections le ofrece la opción de seleccionar cualquiera de los Tramos de la Sarta. La tubería de producción del ejemplo anterior sólo tiene un tramo (Sección 1).
El Campo Loads despliega todas las cargas válidas que han sido exitosamente calculadas. para seleccionar todas las cargas, haga clic izquierdo del ratón y seleccione la primera carga superior en la lista, presione y mantenga oprimida la tecla Shift en su teclado, luego seleccione la última carga (extrema inferior). Para seleccionar varias cargas de modo aleatorio, presione y mantenga oprimida la tecla Ctrl en vez de la tecla Shift en su teclado mientras selecciona las entradas deseadas.
LandMark
WellCat
319
Revisando los Factores de Seguridad Triaxiales Se recomienda que siempre verifique el diseño usando este gráfico en fez de solamente confiar en el gráfico de Límite de Diseño. Debido a la naturaleza de desplegar un análisis de 3D en una vista de 2D, el gráfico de Límite de Diseño podría darle la falsa impresión de estar dentro de diseño.
El límite apropiado del factor de diseño se muestra como una línea vertical gruesa en el gráfico. Su propósito es identificar un mínimo aceptable de factores de seguridad. Los factores de seguridad que están a la izquierda del límite del factor de diseño indican que el diseño actual no es aceptable. Ejercicio de Clase: Revisando los Factores de Seguridad Triaxiales Use Results > Multiple Loads > Triaxial Safety Factors para desplegar el perfil del factor de seguridad. Observe que la carga Frac job no cumple con el mínimo del factor de seguridad triaxial.
LandMark
WellCat
320
Revisando la Presión Diferencial como una Función de Profundidad para Todas las Cargas Use el gráfico Results > Multiple Loads > Differential Pressure para detrminar cuales cargas impulsan el criterio de estallido y colapso.
Las cargas Hot and Cold Tubing Evacuation impulsan el criterio de colapso
El diferencial negativo de presión en el eje “x” representa la presión de colapso, en tanto el positivo representa la presión de estallido.
La carga Pressure Test impulsa el criterio de estallido.
Ejercicio de Clase: Revisando las Presiones Diferenciales Use el gráfico Results > Multiple Loads > Differential Pressures para ver la presión diferencial como una función de profundidad para todas las cargas. Observe las cargas que impulsan el criterio de estallido y colapso. Revisando los Cambios de Longitud Debido a Efectos de Presión y Temperatura Use el gráfico Results > Multiple Loads > Length Change Bar para desplegar los cambios totales de longitud que ocurren debido a efectos de carga, temperatura y presión en el tramo no cementado de la sarta actual para cada caso de carga seleccionado en el cuadro de diálogo Data Selection. Los componentes del cambio total de longitud incluyen crecimiento térmico o encogimiento, balonamiento y pandeo. El cambio total de longitud puede también ser desplegado.
LandMark
WellCat
321
Usando el comando Data Selection, usted puede seleccionar ver los cambios de longitud causados por temperatura, pandeo, balonamiento, o puede ver el cambio total de longitud o la longitud que está pandeada. Este ejemplo muestra los cambios de longitud causados por temperatura.
Ejercicio de Clase: Revisando el Cambio en Longitud como Resultado de los Efectos de Temperatura y Presión Entre a Results > Multiple Loads > Length Change Bar y observe el cambio en longitud causado por las varias cargas. Use el cuadro de diálogo Data Selection para seleccionar lo que quiere ver.
LandMark
WellCat
322
Revisando los Resultados para una Carga Individual Seleccionando la Carga Actual con el Output Wizard Cuando usa el módulo Tube, el Output Wizard se convierte en un atajo en la selección de la Carga Actual
Output Wizard usa el mismo control de la barra de herramienta que el Input Wizard. El cambio entre las dos modalidades es controlado por el estado del botón Input. Si el botón está en el estado liberado mostrado arriba, el Wizard es tratado como el Output
Ejercicio de Clase: Usando el Output Wizard Use el Output Wizard para seleccionar la carga Frac Job.
LandMark
Use las flechas para moverse rápidamente desde una carga a la siguiente mientras revisa los resultados.
WellCat
323
Revisando los Factores de Seguridad para una Carga Individual Los factores de seguridad especificados en la pestaña Loads > Design Parameter > Design Factors están representados en este gráfico como las líneas verticales.
Los Factores de Seguridad Absolutos son calculados dividiendo la clasificación de la tubería entre la carga a cualquier profundidad determinada. Ejercicio de Clase: Revisando el Gráfico de Factores de Seguridad Seleccione el gráfico Results > Single Load > Safety Factors y revise los datos para el Frac Job. Use el Output Wizard para deslizar la vista de los resultados para las otras cargas. Factores de Seguridad Normalizados de la barra de herramientas, usted puede ver los Factores de Presionando el botón Seguridad en comparación directa una con la otra, los Factores de Diseño coincidirá con el valor de 1.0 (unidad).
LandMark
WellCat
324
Revisando las Cargas Axiales para una Carga Individual
Ejercicio de Clase: Revisando las Cargas Axiales para una Carga Individual Use Results > Single Load > Axial Loads para revisar los resultados para la carga Frac Job.
LandMark
WellCat
325
Revisando los Resúmenes de Carga Individual Revisando el Movimiento de Tubería de Producción El cambio total de longitud está desplegado, así como la porción del cambio que se debe a la Ley de Hooke, pandeo, diferencial de presión, y cambio de temperatura.
Una entrada es creada para cada segmento de tubería de producción con la cima del colgador de la TP o un empacador, y la base en un empacador. No existe entrada para la tubería final debajo del empacador más profundo.
Los números positivos de cambio de longitud reflejan un incremento en la longitud de la TP, mientras los números negativos reflejan una reducción en longitud.
Indica el Buckled Length típicamente desde el empacador hasta el punto neutral.
Ejercicio de Clase: Revisando el Movimiento de la Tubería de Producción para una Carga Individual Use Results > Summaries > Movement para revisar los resultados para la carga Steady State Production.
LandMark
WellCat
326
Revisando las Cargas en la Tubería de Producción Sólo las profundidades “importantes” están incluidas en este resumen. La fuerza axial negativa indica compresión, mientras la fuerza
La fuerza de sacada adicional requerida para evitar que la tubería de producción se pandee es calculada y desplegada aquí en cualquier momento en que el pandeo esté presente.
LandMark
Los valores altos de Dogleg y Torque ocurren donde la tubería de producción está pandeada.
Si los resultados de la presión externa incluyen el efecto de expansión del fluido anular (una opción en la pestaña Loads > Design Parameters > Analysis Option), se colocará un asteristo junto al valor, y se desplegará también una notificación al fondo de la hoja de cálculo
La Friction Force será de no-cero sólo si la opción de fricción ha sido activada en la pestaña Analysis Options del cuadro de diálogo Design Parameters.
WellCat
327
Ejercicio de Clase: Revisando los Resúmenes de Carga de Tubería de Producción para una Carga Individual Use Results > Summaries > Tubing Load para revisar los resultados para la carga Steady State Production. Usando la Tabla de Resumen de Carga de Tubería de Producción Es importante recordar que WellCat es una herramienta de análisis y no ua herramienta de diseño. Use los siguientes pasos para asegurar que está realizando el análisis usando la presión y las temperaturas que pretendía usar, así como inspeccionar las fuerzas axiales y las patas de perro que resulten de las temperaturas y presiones combinadas que actúan sobre la sarta. 1. Típicamente las tablas de resúmenes de resultados las usan los analistas experimentados para realizar una revisión inicial de control de calidad de los datos de ingreso de información. Se recomienda que revise cuidadosamente las distribuciones de presión interna y externa en cada profundidad para verificar que la condición de ingreso de iformación para el perfil de presión interna y externa ha sido definida correctamente. Verifique específicamente las discontinuidades de presión alrededor de las profundidades del empacador. 2. Luego, verifique que la distribución de temperatura para cada profundidad es la que usted pretendía que fuera. Recuerde que la distribución de temperatura es especificada con el caso de carga (para cargas de Prod Link), o asumida (por WellCat) con base en el caso de carga. (Por ej.: la Temperatura No Alterada es distribución de temperatura asumida para casos de carga de Pressure Test). 3. Después de que estas validaciones estén completas, inspeccione la fuerza axial y la distribución de pata de perro (usando la tabla o el gráfico) para cada profundidad para verificar que los resultados se correlacionan con los efectos combinados de los puntos fijos (profundidades de empacadores), temperatura, y presión interna/externa que actúan sobre la sarta.
LandMark
WellCat
328
Revisando los Resúmenes de Carga del Empacador La Latching Force representa la fuerza sobre el mecanismo de enganche, que evita el movimiento del sello dentro del hoyo del empacador. Es una combinación de fuerza axial inmediatamente arriba del empacador y el efecto de las presiones diferenciales sobre el mecanismo de sello. Será positiva cuando tenga dirección ascendente y negativa cuando tenga dirección descendente.
Una entrada será creada para cada empacador.
La Tubing to Packer Force es una combinación de las fuerzas axiales inmediatamente arriba y abajo del empacador con el efecto de las presiones diferenciales sobre el mecanismo de sello. Si existe un enganche, y si no existe TP debajo del empacador (como en este ejemplo, la Tubing to Packer Force será la misma que la Latching Force.
La Packer to Casing Force es una combinación de la fuerza impartida al empacador por medio de la tubería de producción y la fuerza resultante del efecto de la presión diferencial sobre el elemento del sello externo.
Ejercicio de Clase: Revisando los Resúmenes de la Carga Empacador para una Carga Individual Use Results > Summaries > Packer Load para revisar los resultados para la carga Steady State Production.
LandMark
WellCat
329
Ejercicios Independientes El ejercicio de clase usaba un empacador a recuperar. El siguiente ejercicio usa un empacador no recuperable y analiza el impacto sobre los cálculos de esfuerzo que resultan de cambiar el empacador. Todos los otros datos (cargas) permanecen igual. 1. Cambie el empacador recuperable a un empacador no-recuperable. (Deje el mismo nombre del empacador como Retrievable Packer). 2. ¿Cuáles gráficos debería usar para determinar si las condiciones de esfuerzo en la tubería de producción han incrementado o disminuido como un resultado del cambio de un empacador recuperable a un empacador no-recuperable? 3. revise los gráficos. ¿Las condiciones de esfuerzos en la tubería de producción han mejorado o no?
LandMark
WellCat
330
Respuestas a los Ejercicios Independientes 1. Cambie el empacador recuperable a un empacador no-recuperable. (Deje el mismo nombre del empacador como Retrievable Packer). Entre al cuadro de diálogo Wellbore > Packers.
Quite la marca al cuadro Set Hydraulically
Permita el movimiento del sello al marcar el cuadro Seal Movement Allowed/Movimiento del Sello Permitido y especifique el movimiento hacia arriba de seis pies y movimiento hacia abajo de 1 pie.
2. Use los gráficos Results > Multiple Loads > Design Limits y Results > Multiple Loads > Triaxial Safety Factors para determinar si las condiciones de esfuerzos en la tubería de producción han aumentado o disminuido como el resultado del cambio de un empacador recuperable a un empacador no-recuperable.
LandMark
WellCat
331
3. Revise los gráficos. Compare los siguientes gráficos contra los gráficos en la página 306 y 308. observe que al cambiar el empacador cambian los esfuerzos.
LandMark
WellCat
332
Se recomienda que siempre marque el diseño usando este gráfico en vez de confiar únicamente en el gráfico Design Limit. Debido a la naturaleza de desplegar un análisis en 3D en una visa en 2D, el gráfico Design Limit podría darle la falsa impresión que está dentro de diseño.
LandMark
WellCat
333
Capítulo 10
Usando MultiString/MultiSarta El módulo MultiString se usa para realizar análisis de expansión del fluido anular (AFE) y/o movimiento de cabezal (WHM) sobre las sartas múltiples de tubería de revestimiento en cualquier puto en el tiempo durante la vida del pozo. También se usa para evaluar la integridad de la configuración de la tubería de revestimiento y la tubería de producción bajo las condiciones de expansión de fluido anular y/o desplazamiento WHM. Los resultados de simulación térmica desde Drill pueden ser usados para proporcionar los perfiles de temperatura inicial para las sartas de tubería de revestimiento y anular en MultiString para un análisis AFE o WHM. No se requiere de datos de perforación para el análisis AFE o WHM, pero sí se recomiendan.
LandMark
WellCat
334
Flujo de Trabajo de la Capacitación En esta sección del curso aprenderá cómo usar el módulo MultiString. Primero realizará un análisis de Annular Fluid Expansion (AFE)/Expansión de Fluido Anular y luego realice un análisis de Wellhead Movement (WHM)/Movimiento de Cabezal). Usted ha estado trabajando sobre el diseño de un archivo de plantilla para usarlo en este curso. Para asegurar que todos los participantes del curso están trabajando con los mismos datos, abrirá un archivo de análisis que ya ha sido configurado para usted. Este archivo es denominado CourseMultiString y contiene todos los datos que ya ha ingresado. Ejercicio de Clase: Abriendo el Archivo MultiString Data/Datos de MultiSarta Use File > Open para abrir el archivo denominado CourseMultiString.wcd. Cierre el otro archivo con el que estaba trabajando. Consulte “Usando MultiSarta” en la página 29 para una lista de pasos de flujo de trabajo que será cubierto en este capítulo.
LandMark
WellCat
335
Datos en Otros Módulos Requeridos para Análisis de Expansión de Fluido Anular (AFE) Revisando las Operaciones de Drill
En este ejemplo, todos los eventos de perforación ya han sido definidos de acuerdo al orden en el cual estas operaciones fueron realizadas.
Ejercicio de Clase: Revisando las Operaciones de Perforación Entre al módulo Drill y revise las entradas del cuadro de diálogo Operations > Drilling Operations para verificar que las operaciones están en el orden correcto de ocurrencia. La secuencia definida es el orden en que la historia de las operaciones de perforación serán simuladas, y el orden en que las operaciones ocurren e influencian los resultados al final de cada operación. Consecuentemente, la secuencia de las operaciones de perforación afectarán el análisis MultiString (AFE y WHM). Un análisis detallado de predicción de flujo y térmico (durante las actividades de perforación, terminación y producción) puede ser necesario para un pozo complejo a fin de determinar con precisión los esfuerzos de las tuberías, especialmente cuando AFE y/o WHM pueden volverse críticos para diseñar con seguridad los pozos de Alta Presión/Alta Temperatura. Los resultados de estas simulaciones térmicas pueden ser incorporadas en el análisis MultiString/AFE como condiciones iniciales (“según cementado”) y las condiciones finales (“producción/simulación”), o pueden ser usados para construir la historia de la carga y determinar el WHM debido a carga térmica (alargamiento y contracción) de las diferentes sartas.
LandMark
WellCat
336
Revisando la Configuración de Tubería de Revestimiento y Tubería de Producción MultiString usa en el análisis la presión hidrostática inicial y final con base en la densidad de fluido en el pozo cuando la sarta fue anclada según se especifica en la hoja de cálculo Wellbore > Casing and tubing Configuration. Cualesquier presiones adicionales del cabezal, aplicadas al anular (en Prod usando Operations > Operations > Details > Annulus o en Tube usando la pestaña Loads > Loads > Details > Annulus) son consideradas durante el análisis.
Ejercicio de Clase: Revisando la Configuración de Tubería de Revestimiento y Tubería de Producción Entre a la hoja de cálculo Wellbore > Casing and Tubing Configuration para revisar la configuración de la sarta y la densidad del fluido cuando las sartas fueron puestas en lugar.
LandMark
WellCat
337
Cuadro de Diálogo Cementing and Landing(Casing Module) /Cementando y Anclando (Módulo de Tubería de Revestimiento) El AFE MultiString no aplica datos especificados en el cuadro de diálogo Wellbore > Cementing and Landing.
LandMark
WellCat
338
Detalles de Condiciones Iniciales de la Tubería de Revestimiento
Condiciones Iniciales en MultiString… MultiString no usa las condiciones iniciales especificadas usando Loads > Initial Conditions en el módulo Casing. Sin embargo, para el análisis AFE, el usuario puede seleccionar el perfil de temperatura no alterada, o el resultado de temperatura de cualquier evento de perforación asociado con la sarta de interés como la condición inicial de temperatura para cada sarta definida en la hoja de cálculo Casing and Tubing Configuration. Usualmente se usa el evento que simula el trabajo de cementación principal para la sarta de interés.
LandMark
WellCat
339
Revisando los Detalles de la Operación Prod (Módulo Prod)
Cuando menos una operación de producción se debe definir en el cuadro de diálogos de operaciones Prod. En este ejemplo, varias operaciones de producción han sido definidas. Los detalles del cuadro de diálogo AFE en MultiString permitirán al usuario seleccionar sólo una de estas operaciones de producción por análisis AFE para definir los perfiles finales de temperatura para las sartas y los anulares. Ejercicio de Clase: Revisando los Detalles de Operación de Prod Entre al módulo Prod. Verifique que los resultados para todas las operaciones definidas de Prod hayan sido calculadas.
LandMark
WellCat
340
Condiciones Iniciales de Tubería de Producción
Las condiciones iniciales de la tubería de producción sólo serán definidas como no alteradas en el MultiString. Sin importar ninguna otra definición especificada en el cuadro de diálogo Loads > Initial Conditions en Tube.
LandMark
WellCat
341
Revisando los Empacadores de Tubería de Producción Los elementos del empacador necesitarán ser definidos como se muestra para modelar apropiadamente el AFE en los anulares de producción. Recuerde que sólo las selecciones Type de Packer o Annular Safety Valve proporcionará el aislamiento anular.
Ejercicio de Clase: Revisando los Empacadores de Tubería de Producción Entre al módulo Tubing y verifique que los empacadores hayan sido definidos con precisión usando el cuadro de diálogo Wellbore > Packers.
LandMark
WellCat
342
Seleccionando el Módulo MultiSarta Para seleccionar el Módulo MultiSarta, primero debe tener WellCat activado. Consulte “Iniciando” en la página 32 para las instrucciones para iniciar el WellCat. Ejercicio de Clase: Seleccionando el Módulo MultiSarta Haga clic al botón MultiSarta.
MultiString de la barra de herramientas para activar el Módulo
sobre la barra de herramientas Después de que el WellCat esté activado, haga clic a Product. La manera alterna es usar Tools > Select Product > MultiString.
LandMark
WellCat
343
Definiendo los Detalles del Análisis AFE Seleccione una sarta en el campo String List. La información desplegada en los otros campos será asociada con la sarta actualmente seleccionada.
Una Operación Drill se puede usar para describir las condiciones iniciales de temperatura para la sarta seleccionada. El valor por default es noalterado. Use éste para todas las sartas.
Especifique la presión en EMW en la cual la formación se fracturará y así permitirá que los fluidos anulares atrapados se filtren dentro de la formación. También ingrese la profundidad medida asociada con este valor, usualmente la profundidad de la zapata Si existe un casquete de gas, especifique el volumen aquí. MultiString asume el metano por default. En este ejemplo no asume casquete de cas. Multistring reconocerá presencia de casquete de gas si está definido en el módulo Prod usando Wellbore > Annulus Contents
Selecciona una operación Prod para definir la condición final de temperatura. Esta definición aplica a todas las sartas.
Al seleccionar este cuadro de selección, usted asume que el anular está abierto a la atmósfera y así, no ocurrirá ninguna levantamiento de presión debido a expansión de fluido
Volume Bled le permite especificar qué parte del fluido será evacuado desde el anular, puede ser a través de un mecanismo de purgado. Esta opción también se puede usar cuando se emplea espuma crushable. No se usa en este ejemplo.
Ejercicio de Clase: Definiendo los Detalles del Análisis AFE Entre a Analysis > Annular Fluid Expansion > Define Details (o use el Wizard para entrar a AFE Details). Especifique los detalles descritos arriba. Para la sarta de 18 5/8”, aplique EMW a 12.1 ppg fuga en 2,257 ft. Para la sarta de 16”, aplique EMW 14.5 ppg fuga a 5,557 ft. Deje cero para todas las otras sartas. Ninguna de las sartas están venteadas, excepto la tubería de producción de 5”. Seleccione One Year Production como la operación Prod.
LandMark
WellCat
344
Definiendo las Descripciones de Carga Personalizada AFE El cuadro de diálogo Analysis > Annular Fluid Expansion > Define Custom Loads se usa para definir las condiciones del perfil de presión para el cual se realiza un análisis de esfuerzo. Usted puede definir hasta tres cargas personalizadas para cada sarta. Las opciones del cuadro de grupo Fluid Profile se usan para definir un perfil de fluido externo para un caso de carga Max Burst y un perfil de fluido interno para un caso de carga Max Collapse. AFE usa el fluido especificado en la hoja de cálculo Wellbore > Casing and Tubing Configuration. Observe el fluido especificado en este ejemplo. El Internal Fluid Profile sólo puede ser especificado si el cuadro Max Burst está seleccionado. El fluido por default es el fluido especificado en la columna de fluido del anular de la hoja de cálculo Wellbore > Casing and Tubing Configuration para la sarta seleccionada.
Asegúrese de que la sarta deseada está seleccionada en el campo String List.
En este ejemplo, las opciones Max Collapse y AFE están desactivadas porque la sarta de 11 ¾” está totalmente cementada. La opción Max Burst es aplicable y el fluido en el exterior de la sarta puede ser seleccionado en la lista de botón de gota. Observe que los fluido se presentan con default hacia el fluido especificado en la hoja de cálculo Wellbore > Casing and Tubing Configuration para el siguiente tramo del hoyo. El caso de carga AFE consiste de las presiones AFE calculadas y aplicadas dentro y fuera de la sarta seleccionada. La opción Max Burst se aplicará únicamente a la presión AFE en el interior de la sarta, con el perfil de presión hidrostática externa para el fluido definido en la opción de perfil del fluido. Para la carga Max Collapse, la presión AFE sólo se aplica en el exterior de la sarta seleccionada con un perfil de presión hidrostática interna para el fluido definido en la opción perfil del fluido.
Ejercicio de Clase: Definiendo los Detalles de la Carga Personalizada de AFE Entre a Analysis > Annular Fluid Expansion > Define Custom Loads y seleccione las tres condiciones de carga personalizada para las sartas de tubería de revestimiento de 18 5/8” y 16”. Desactive todas las otras cargas personalizadas para todas las otras cargas.
LandMark
WellCat
345
Calculando los Resultados de AFE de MultiSarta Después que ha definido los datos de análisis AFE, está listo para calcular y ver los resultados. Existen varias maneras de entrar al cuadro de diálogo Calculate. 1. Use Results > Calculate 2. Haga clic al botón
de la barra de herramientas
3. Presione la tecla F8 en el teclado. 4. Seleccione Calculate usando el Wizard.
Calcular es la última Partida en la lista Wizard.
Para un análisis que consiste de expansión de fluido anular (AFE), asegúrese de que sólo este cuadro de selección está marcado.
Haga clic a Diagnostics para desplegar los datos de ingeniería antes y después de cada cálculo.
Ejercicio de Clase: Usando el Cuadro de Diálogo Calcular Multax Use el Wizard para seleccionar el cuadro de diálogo Calculate Multax (MultiString). Calcule los resultados sólo para AFE. El cuadro de diálogo Calculate será desplegado después de que los cálculos AFE sean completados, pero antes de preformar los cálculos de análisis de esfuerzo.
LandMark
WellCat
Todos los casos de Cargas Personalizadas estarán enlistadas en el cuadro de diálogo Analysis > Annular Fluid Expansion > Define Custom Loads.
346
Haga clic en Calculate para realizar los cálculos de esfuerzos.
Ejercicio de Clase: Calcule el Análisis de Esfuerzos
Haga clic a Calculate para calcular el análisis de esfuerzos para las cargas personalizadas definidas. El cuadro de diálogo se cerrará automáticamente cuando los cálculos estén terminados.
LandMark
WellCat
347
Analizando los Resultados del Resumen de MultiSarta
Varios gráficos de resumen y hojas de cálculos están disponibles para revisar los resultados del AFE, incluyendo: • El resumen Movement/Movimiento muestra el movimiento del fondo de la sarta seleccionada debido a pandeo, efecto pistón, temperatura y balonamiento. • El resumen de Safety Factor/Factor de Seguridad muestra las condiciones iniciales y las cargas personalizadas seleccionadas con los factores de seguridad actualizados con base en el AFE. • La tabla de Axial Load/Carga Axial muestra las condiciones iniciales seleccionadas y las cargas personalizadas con perfiles de presión externa y/o internas actualizadas debido a la expansión del fluido anular. • La tabla MultiString AFE/AFE de MultiSarta muestra los resultados de presión superficial de la simulación de expansión del fluido del anular para cada región cerrada fuera de cada sarta. La tabla también contiene un volumen de expansión para cada valor de presión. • MultiString Wellhead Movement/Movimiento de Cabezal de MultiSarta tiene dos opciones. La hoja de cálculo Displacement/Desplazamiento enlista el movimiento de cabezal para cada carga aplicado al cabezal durante la vida del pozo. La hoja de cálculo Forces/Fuerzas despliega la distribución de carga axial, sin doblamiento, para cada sarta en el pozo para las cargas definidas en el cuadro de diálogo Load History Definition/Definición de la Historia de la Carga. Cualesquier patas de perro aplicadas usando la Hoja de Cálculo Dogleg Severity Overrides/Anulaciones de la Severidad de Pata de Perro no serán consideradas en este análisis. Estos resúmenes están disponibles si el análisis WHM ha sido seleccionado en el cuadro de diálogo Calculate Multax.
LandMark
WellCat
348
Usando el Resumen de AFE Los anulares de la tubería de revestimiento de 18 5/8” y 16” con la cima de cemento (TOC) debajo de la profundidad de la zapata previa fueron permitidos ventear cualquier exceso de presión AFE a la formación. La tubería de revestimiento de 18 5/8” está limitada por una fuga de 12.1 ppg, así la presión superficial anular máxima es de 167 psig. La tubería de revestimiento de 16” está limitada por una fuga de EMW de 14.5 ppg y a presión superficial máxima es de 520 psig. El liner de producción de 7” está sujeto a presión AFE porque éste es una sarta corta, parcialmente cementada. El anular de producción será purgado de toda presión que exceda la hidrostática, sin embargo, como un resultado de la configuración del empacador doble, existe una presión AFE de 1,405 psig dentro de los dos empacadores.
Este volumen representa el cambio en el volumen del fluido del anular conforme el fluido se expande debido al incremento en la temperatura. Como se muestra, este cambio de volumen se reporta aún cuando el anular se asumió como venteado. Ejercicio de Clase: Usando el Resumen AFE Entre a Results > Summaries > MultiString AFE y revise los resultados. Usando el Resumen de Carga Axial
Es importante recordar que el WellCat es una herramienta de análisis y no una herramienta de diseño. Use los siguientes pasos para asegurar que está realizando el análisis usando la presión y las temperaturas que usted pretendía usar, y que las otras condiciones (por ej.: casquete de gas) están representadas. 1. Típicamente las tablas de resúmenes de resultados son utilizadas por analistas experimentados par realizar una revisión inicial del control de calidad de los datos de entrada. Se recomienda que usted revise cuidadosamente las presiones internas y externas para asegurar que éstas corresponden con las condiciones especificadas y
LandMark
WellCat
349 asumidas (por ej.: anular ventado, densidades de fuga y profundidades correspondientes). A continuación, verifique que las condiciones del casquete de gas anular correcto están incluidas en el análisis AFE, con tal que éstas fueron previamente especificadas en el módulo Prod.
Use el Wizard para seleccionar el caso de carga para el cual los datos del resumen están desplegados. Para la referencia del usuario, cada una de las condiciones de carga inicial de la sarta de la tubería de revestimiento también están reportadas.
Ejercicio de Clase: Usando el Resumen de Cargas Axiales Entre a Results > Summaries > Axial Load y revise los resultados. Use el Wizard para seleccionar el caso de carga Initial Conditions.
LandMark
WellCat
350 Este ejemplo muestra los perfiles de la distribución de fuerza axial, la pata de perro y torque para el caso de carga personalizado MaxBurst, para la tubería de revestimiento de 18 5/8”.
La sacada adicional requerida para evitar pandeo es desplegada en el fondo de la hoja de cálculo.
Si una columna de cemento ha sido definida para el anular de la tubería de revestimiento, entonces el perfil de presión externa se basa en el efecto combinado de los gradientes de lodo y agua de mezcla de cemento.
Ejercicio de Clase: Usando el Resumen de Cargas Axiales Use el Wizard para ver el caso de carga Max Burst.
LandMark
WellCat
351
Ejercicio de Clase: Revisando el Resumen de Carga Axial de Condiciones Iniciales para la Tubería de Revestimiento de 16” Use el Wizard y la lista de botón de gota Current String para ver las cargas axiales para la tubería de revestimiento de 16”, usando condiciones iniciales. Compare estos resultados contra aquéllos del caso de carga de Max Burst.
LandMark
WellCat
352
Revisando el Resumen de Factor de Seguridad Para su referencia, cada uno de los factores de seguridad de condición inicial de la sarta de tubería de revestimiento también son reportados. Todos los casos de carga calculados están disponibles en el wizard para su selección.
Ejercicio de Clase: Revisando el Resumen de Factor de Seguridad
Entre a Results > Summaries > Safety Factor y revise los resultados. Use el Wizard para seleccionar el caso de carga Initial Conditions.
LandMark
WellCat
353 Los factores de seguridad que caen debajo de los factores de diseño son indicados por medio de un asterisco (*). Ninguno de estos factores de seguridad caen debajo de los factores de diseño.
Ejercicio de Clase: Revisando el Resumen de Factor de Seguridad Use el Wizard para seleccionar el caso de carga Max Burst. Observe los factores de seguridad que caen debajo de los factores de diseño.
LandMark
WellCat
354
Ejercicio de Clase: Revisando los Factores de Seguridad para la Tubería de Revestimiento de 16” a condiciones Iniciales Use la lista de botón de gota Current String y el Wizard para seleccionar el caso de carga Condiciones Iniciales para la tubería de revestimiento de 16”. Compare estos resultados contra el caso de carga Max Collapse.
LandMark
WellCat
355 De acuerdo a lo esperado, los factores de seguridad disminuyen una vez que la presión externa AFE y la temperatura de producción se añaden al análisis.
Ejercicio de Clase: Revisando los Factores de Seguridad para la Carga de Colapso de Tubería de Revestimiento de 16” Use el Wizard para entrar a los resultados del caso de carg Max Collapse para la tubería de revestimiento de 16”.
LandMark
WellCat
356
Datos en Otros Módulos Requeridos para el Análisis de Movimiento del Cabezal (WHM) Revisando las Operaciones de Drill En este ejemplo, la tubería de revestimiento de 24” se considerará como la sarta en el extremo exterior. Por consecuencia, todos los eventos de perforación previos a asentar y cementar la tubería de revestimiento de 24” no afectan la historia de carga térmica o de WHM de todas las otras sartas internas.
Ejercicio de Clase: Revisando las Operaciones de Perforación
Entre al módulo Drill y revise las entradas del cuadro de diálogo Operations > Drilling Operations para verificar el orden correcto en el cual la historia de las operaciones de perforación será simulada. La secuencia definida tendrá influencia en los resultados al final de cada operación y por consecuencia afectará también el análisis MultiString (AFE o WHM). Para diseñar con seguridad un sistema de pozo de Alta Presión/Alta Temperatura, donde WHM se convierte en un problema crítico, se recomienda que no sólo la carga de producción sino las cargas térmicas de perforación se incluyan como parte de la historia de la carga del pozo. Consecuentemente, un análisis detallado de predicción, térmico y de flujo (durante perforación, terminación y producción), es requerido.
Detalles de la Operación Prod de WHM
LandMark
WellCat
Sólo una operación de producción puede ser incluida en cada análisis WHM. Use el módulo Prod y cree las operaciones de producción requeridas. Ejercicio de clase: Revisando los Detalles de la Operación Prod En este ejemplo, verifique que todas las operaciones de Prod hayan sido calculadas. Usaremos el evento térmico de producción denominado One Year Production para investigar el desplazamiento máximo (incremental y cumulativo) mientras el pozo está produciendo.
Datos de Tubería de Revestimiento para el Análisis WHM LandMark
357
WellCat
358
Ejercicio de Clase: Detalles de Cementación y Anclaje de la Tubería de Revestimiento con WHM Entre al módulo Casing y revise Wellbore > Cementing and Landing para revisar las condiciones de anclaje para la tubería de revestimiento de 18 5/8”. En este ejemplo, todos los datos de cementación y anclaje ya han sido definidos para la mayoría de las sartas incluidas en el análisis WHM. La mayoría de las condiciones de anclaje en MultiString WHM son calculadas usando la pestaña Wellbore > Cementing and Landing > Primary Cementing and Landing. Nota: Excepción para la Sarta Extrema Exterior… Una excepción a este principio es la sarta extrema exterior, que WellCat asume como de “libre parada”. La distribución de la carga axial es parcialmente definida asumiendo una densidad de lechada de 14.7 ppg de la zapata de la tubería de revestimiento hasta la profundidad de la línea de fondo (pozos marinos), o nivel de suelo (pozos terrestres). De cualquiera de estos puntos de referencia hasta la profundidad del colgador es una sarta de “libre parada”.
LandMark
WellCat
359
Definiendo los Datos de Tubería de Producción que se Necesitan para el WHM
Las profundidades de asentamiento necesitan ser definidas antes del análisis WHM para modelar apropiadamente la distribución de la carga axial a través del sistema.
Ejercicio de Clase: Revisando los Datos del Empacador Entre al módulo Tubing y revise Wellbore > Packers para asegurar que las profundidades de asentamiento del empacador de la tubería de producción están especificadas. Consulte “Definiendo los Empacadores” en la página 285 para más información.
LandMark
WellCat
360
Seleccionando el Módulo MultiString/MultiSarta Para seleccionar el Módulo MultiString, primero debe tener activado el WellCat. Consulte “Iniciando” en la página 32 para instrucciones sobre cómo iniciar WellCat. Ejercicio de Clase: Seleccionado el Módulo MultiString Haga clic al botón MultiString.
de la barra de herramientas de MultiString para activar el Módulo
Después de que WellCat se active, haga clic a en la Barra de Herramientas de product. La manera alterna es usar Tools > Select Product > MultiString.
LandMark
WellCat
361
Definiendo las Cargas Estáticas de WHM Use Analysis > Wellhead Movement > Static Load Definition para definir las cargas estáticas para cada sarta que se usará durante el aálisis WHM. Una vez que la carga está definida en este cuadro de diálogo, ésta estará disponible en el cuadro de diálogo Analysis > Wellhead Movement > Load History Definition. La sarta extrema externa es la sarta a la cual se anexará el cabezal,, o en otras palabras; en este ejemplo, la sarta externa extrema es la tubería de revestimiento superficial de 24”.
Usted puede definir la carga axial ejercida en la sarta externa extrema como resultado de la instalación del cabezal.
El cuadro de grupo String-Dependent Static Loads/Cargas Estáticas Dependientes de Sarta debe ser definido en una base de sarta por sarta. La carga estática Hang-Off Drillstring in BOP/Sarta de Perforación Colgada en BOP modela colgando el peso de la sarta de perforación en el cabezal. Nipple Up/Down BOP/BOP con Niple Arriba/Abajo modela la conexión de niple en un Árbol del cabezal. Todas estas fuerzas serán consideradas como actuantes en descenso con la excepción de Nipple-Down BOP que resulta en una reducción neta en la fuerza descendente (ascendente).
LandMark
WellCat
362
Ejercicio de Clase: Definiendo las Cargas Estáticas WHM Entre a Analysis > Wellhead Movement > Static Load Definition. Defina la carga estática Nipple-Up BOP como se muestra. Use la siguiente tabla para completar las cargas estáticas dependientes de sarta para todas las otras sartas en este ejemplo. Observe que las cargas estáticas Hang-Off Drillstring in BOP nHang-Off Drillstring in BOP y Nipple-Up BOP están desactivadas para la tubería de producción. También las opciones Nipple-Down BOP y Nipple-Up Tree están disponibles para todas las sartas. Carga Estática Dependiente de Sarta Conectar Niple de Desconectar Niple de BOP BOP
Sarta
Sarta de Perforación Colgada en BOP
Tubería de Revestimiento de 24” Tubería de Revestimiento de 18 5/8” Tubería de Revestimiento 16” Tubería de Revestimiento de 13 5/8” Tubería de Revestimiento de 9 5/8” Sarta de Amarre de Producción de 7” Tubería de Producción de 5"
No definido
35,000 lbf
No definido
No definido
No definido
No definido
No definido
No definido
No definido
No definido
No definido
No definido
No definido
50,000
35,000
No definido
No definido
No definido
No definido
No definido
No definido
Desactivado
Desactivado
No definido
Desactivado
Desactivado
50,000 lbf
5,000 lbf
Definiendo las Definiciones de Historia de Carga de WHM
LandMark
Conectar Árbol
WellCat
363
Esta estructura de árbol, similar a la usada en Windows Explorer, le permite ver todas las cargas térmicas de perforaciones previamente definidas y seguidas por todas las cargas estáticas consideradas para las sartas, incluidas en el análisis WHM
Observe que sólo una carga de producción térmica está seleccionada para este análisis. Aunque esta carga está definida por la sarta más interna, el efecto que esta carga térmica tiene sobre la tubería de producción, así como sobre todas las sartas externas, está incluido en los cálculos. MultiString le permite una carga de producción
El campo Load Condition/Condición de Carga contiene los nombres de todas las sartas con casos de carga y/o cargas estáticas definidas por éstos.
Para construir la historia de la carga térmica, use la flecha para transferir todas las cargas de las sartas asociadas. Debe seleccionar primero una carga desde la lista Load Condition, luego haga clic sobre la flecha para transferir la carga seleccionada a la tabla de eventos de Load History/Historia de la Carga. Para este ejemplo, inicie con la carga Install Wellhead. Otra manera de transferir cargas es hacer clic sobre el nombre de la carga en el campo Load Condition, use la flecha para transferir todas las cargas a los eventos de historia de carga. Luego, ajuste la secuencia de la carga en la historia de la carga usando los botones UpArriba o Dn/Abajo.
Ejercicio de Clase: Definendo las Definiciones de Historia de Carga de WHM
Entre a Analysis > Wellhead Movement > Load History y especifique las cargas térmicas que serán aplicadas al cabezal (condición de carga) y la secuencia en la que éstos serán aplicados (historia de carga). Seleccione todas las cargas para el liner de 9 5/8”, sarta de amarre de 7”, y tubería de producción de 5”. Para seleccionar todas las cargas térmicas para una sarta, seleccione el nombre de la sarta en la lista Load Condition y luego haga clic sobre la tecla Arrow/Flecha. Par seleccionar una carga térmica específica, seleccione la carga, y haga clic sobre la tecla Arrow/Flecha. Use las flechas Up/Arriba y Down/Abajo para asegurar que la historia final de la carga térmica está enlistada en el orden en que ocurrió el evento. Consulte la siguiente lista para tener el orden correcto.
LandMark
WellCat
364
Secuencia de la Historia de la Carga Térmica Nombre de la Sarta Tubería de Revestimiento de 9 5/8” Tubería de Revestimiento de 9 5/8” Tubería de Revestimiento de 9 5/8” Tubería de Revestimiento de 9 5/8” Tubería de Revestimiento de 9 5/8” Liner de Producción de 7” Liner de Producción de 7” Liner de Producción de 7” Sarta de Amarre de Producción de 7” Sarta de Amarre de Producción de 7” Sarta de Amarre de Producción de 7” Sarta de Amarre de Producción de 7” Sarta de Amarre de Producción de 7” Tubería de Producción de 5” Tubería de Producción de 5” Tubería de Producción de 5”
Nombre de la Carga Térmica Perforar Agujero Descubierto de 8 ½” Registro de Agujero Descubierto de 8 ½” Acondicionamiento de Agujero Descubierto de 8 ½” RIH del Liner de 7” Cementar Liner de 7” RIH 6” para limpiar RIH sarta de amarre de 7” Cementar Sarta de amarre de 7” Perforar Agujero Descubierto de 6”, Repasar a 7” Registro de Agujero Descubierto de 6”, Repasar a 7” Acondicionar Agujero Descubierto de 6”, Repasar a 7” RIH a Liner de 5” Cementar Liner de 5” Desconectar niple de BOP Árbol de niple Producción de Un Año
Calculando los Resultados de MultiSarta de WHM Después que ha definido los datos del análisis WHM, está listo para calcular y ver los resultados. Existen varias maneras de entrar al cuadro de diálogo Calculate. LandMark
WellCat
365
1. Use Results > Calculate 2. Haga clic al botón
de la barra de herramientas
3. Presione la tecla F8 en el teclado. 4. Seleccione Calculate usando el Wizard.
Calcular es la última Partida en la lista Wizard.
Para un análisis que consiste de movimiento de cabezal (WHM) asegúrese de que sólo este cuadro de selección está marcado.
Haga clic a Diagnostics para desplegar los datos de ingeniería antes y después de cada cálculo.
Ejercicio de Clase: Usando el Cuadro de Diálogo Calcular Multax Use el Wizard para seleccionar el cuadro de diálogo Calculate Multax (MultiString). Calcule los resultados sólo para WHM. El cuadro de diálogo Calculate será desplegado después de que los cálculos WHM sean completados.
Analizando los Resultados del Resumen de WHM de MultiSarta
LandMark
WellCat
366
varios gráficos de resumen y hojas de cálculo están disponibles para revisar los resultados WHM. Consulte “Analizando los Resultados del Resumen de MultiSarta” en la página 337 para más información.
Revisando el Resumen de Movimiento de WHM
LandMark
WellCat
El desplazamiento incremental representa el movimiento del cabezal de una carga a la otra. Este movimiento representa el cambio de carga (calculado como la suma de la diferencia entre la carga de tubería de revestimiento actual y la carga de tubería de revestimiento previa para cada sarta ya anclada en el pozo) dividido entre la rigidez del sistema actual.
367
El valor de desplazamiento acumulativo representa la posición del cabezal relativo a dónde estaba éste cuado fue anclado.
Ejercicio de Clase: Revisando el Resumen de Movimiento del WHM Entre a Results > Summaries > MultiString Wellhead Movement > Displacement y revse el movimiento del cabezal para cada carga que ocurre durante la vida del pozo. Observe que el cabezal se movió hacia abajo después de cementar la sarta de amarre de 7”.
Análisis Simultáneo de AFE y WHM
LandMark
WellCat
368
Actualmente, el WellCat permite El modelado térmico de la TLP, Y los sistemas de suspensión de la línea de fondo. Algunos análisis de AFE para estos tipos de pozos son posible pero requieren una evaluación cuidadosa de la calidad de los datos de entrada y los resultados de los análisis.
Haga clic a Diagnostics si quiere que los archivos de datos sean desplegados durante los cálculos de carga y operación. Ejercicio de Clase: Calculando el AFE y WHM Combinados Entre al cuadro de diálogo Results > Calculate. Marque ambos cuadros para realizar ambos cálculos de AFE y WHM. Haga clic a Calculate para iniciar los cálculos.
LandMark
WellCat
369
Ejercicio de Clase: Calculando Resultados El cuadro de diálogo Calculate será desplegado. Observe que todas las cargas personalizadas AFE definidas a través del sub-menú AFE están enlistadas. Mantenga todas las cargas seleccionadas y haga clic a Calculate.
Comparando los Resultados de AFE Individual y AFE WHM Combinados
Lo siguiente es una comparación de un análisis AFE individual según se discutió en “Usando el Resumen AFE” en la página 338 con el análisis AFE WHM combinados.
LandMark
WellCat
370
Compare estas presiones con aquéllas del análisis combinado en la siguiente gráfica. Observe la reducción de la presión AFE principalmente en la sarta externa. La reducción se debe al desplazamiento incremento total del WHM.
Ejercicio de Clase: Comparando Resultados Entre a Results > Summaries > MultiString AFE y compare los resultados con los resultados de análisis individual de AFE.
Comparando los Resultados del WHM Individual y AFE WHM Combinados
LandMark
WellCat
371
Lo siguiente es una comparación de un análisis individual WHM según se discutió en “Revisando el Resumen de Movimiento de WHM” en la página 357 con el análisis de AFE WHM combinados.
Compare estos desplazamientos con aquéllos del análisis combinado en la siguiente gráfica. Observe el desplazamiento incrementado completo en el WHM como una consecuencia de las presiones AFE actualizadas.
LandMark
WellCat
Ejercicio de Clase: Comparando Resultados Entre a Results > Summaries > MultiString Wellhead Movement > Displacement y compare los resultados con los resultados del análisis individual de WHM.
LandMark
372
WellCat
373
Capítulo 11
Teoría Fórmulas para Tubería de Revestimiento y Tubería de Producción
Característica Pandeo Modelo Helicoidal Modelo Lateral (forma-s) Tramos de tubería de producción Fricción Cargas de empacador Desviación Análisis de Esfuerzo Tramos cementados Fricción Desplazamientos axiales Desplazamientos radiales y de lazo y esfuerzos Esfuerzos axiales Esfuerzos de doblamiento Criterio de Falla Triaxial Uniaxial y biaxial (colapso) Conexión API Cedencia anisotrópica Conexión propietaria o grado
LandMark
Fuente Lubinski Mitchell Hammerlindl Mitchell Hammerlindl Mitchell Condición de frontera sin deformación axial Mitchell Análisis de elemento finito de Mitchell Solción elástica de pared espesa de Lamé Derivado de los desplazamientos axiales Lubinski y Mitchell Von Mises Boletín 5C3 de API Boletín 5C3 de API Hill Ingresado por usuario o partida de biblioteca
WellCat
374
Ecuaciones de Pandeo Todas las cargas de servicios deben ser evaluadas para cambios en el perfil de carga axial, esfuerzo triaxial, movimiento de tubería y el inicio y grado de pandeo. El pandeo ocurrirá si la fuerza de pandeo, Fb, es mayor que una fuerza de umbral, Fp, es conocido como la fuerza de pandeo de Paslay. 1 Fb Fa piAi poAo Donde: Fb = fuerza de pandeo. Fa = fuerza axial observada (tensión positiva). pi = presión interna. po = presión externa. FÓRMULA Donde: Fp = Fuerza de pandeo de Paslay. w = peso flotado distribuido de la tubería de revestimiento. θ = ángulo del hoyo. EI = rigidez de doblamiento de la tubería. r = espacio libre anular radial.
LandMark
WellCat
375
Pandeo con Fricción La fuerza de fricción se opone a la dirección del movimiento
• La fuerza de contacto es calculada derivada del pandeo. • Fuerza de Fricción = Coeficiente de Fricción x Fuera de Contacto • La dirección de la fuerza de fricción es determinada por los desplazamientos del pandeo. • Los desplazamientos del pandeo son determinadas derivados de las fuerzas generadas por las condiciones de carga. Estas fuerzas junto con los desplazamientos de pandeo se resuelve simultáneamente.
LandMark
WellCat
376
Levantamiento de Presión Anular
Los incrementos en temperaturas anulares, ∆Tai, causan que los fluidos en el anular se expandan. Ya que los fluidos están atrapados en espacios cerrados, esto resultará en incrementos de presión. Los incrementos en las temperaturas de la tubería de revestimiento o la tubería de producción, ∆Tpi, causan que las tubería se expandan radialmente. Los incrementos en las presiones anulares comprimen los fluidos y deforman radialmente las paredes anulares. La rigidez compuesta de la tubería, el revestimiento de cemento y la formación deben ser considerados. Los cambios en el equilibrio de la presión, ∆Pi, deben ser calculados repetidamente de modo que el cambio de volumen del fluido iguale el cambio del volumen del anular en cada anular.
LandMark
WellCat
377
Los productos WellCat (Casing y Tube) calculan el levantamiento de la presión anular. No obstante, éstos sólo pueden realizar un análisis de sarta individual; por lo tanto, se hacen estas suposiciones de simplificación: • Una tubería de revestimiento rodeada por un revestimiento de cemento está perfectamente rígida radialmente. • La tubería de revestimiento no cementada puede ser modelada ya sea que esté perfectamente rígida o libre para expandirse radialmente como si no estuviera ocurriendo un incremento de presión en el exterior de ésta. El producto WellCat, MultiString, calcula el levantamiento de presión anular para cada uno de los anulares simultáneamente.
LandMark
WellCat
378
Axial: Cargas de Doblamiento El esfuerzo en el diámetro externo de la tubería debido a doblamiento se puede expresar como:
Donde: σb =esfuerzo en la superficie externa de la tubería. E
= módulo elástico.
D
= diámetro externo nominal
R
= Radio de curvatura.
Este esfuerzo de doblamiento puede ser expresado como una fuerza axial equivalente como a continuación:
Donde: Fb
= fuerza axial debido a doblamiento
α/L = severidad de pata de perro (°/longitud de unidad) As
= área de sección transversal
La carga de doblamiento es sobreimpuesta en la distribución de carga axial como un efecto local. Los factores de seguridad axiales reportados por los productos de WellCat incluyen este efecto.
LandMark
WellCat
379
Ecuación de Esfuerzo Triaxial El “Esfuerzo Triaxial” no es un esfuerzo verdadero. Es un valor teórico que permite un estado de esfuerzo generalizado tridimensional para que sea comparado con un criterio de falla uniaxial (la resistencia a cedencia). El esfuerzo triaxial se basa en la teoría de “energía deformación de distorsión” de Hencky-von Mises y es una función de las diferencias entre los esfuerzo principales. El esfuerzo triaxial con frecuencia se denomina el esfuerzo equivalente de von Mises (VME). Si el esfuerzo triaxial excede la resistencia a cedencia, una falla de cedencia es indicada. El factor de seguridad triaxial es la relación de la resistencia a cedencia del material contra el esfuerzo triaxial. Criterio de Von Mises:
Donde: Yp
= resistencia a cedencia mínima
σVME = esfuerzo triaxial σz
= esfuerzo axial
σθ
= esfuerzo tangencial o de circunferencia
σr
= esfuerzo radial
LandMark
WellCat
LandMark
380
WellCat
381
Graficando el Criterio de Cedencia Triaxial Asumiendo que σz y σθ >> σr y configurando el esfuerzo triaxial igual a la resistencia a cedencia resulta en la siguiente ecuación de una elipse:
Este es el criterio biaxial usado en el Boletín 5C3 de la API para tomar en cuenta el efecto de tensión sobre colapso. También usada con frecuencia para caracterizar el efecto de carga axial en la resistencia a estallido de la API (el método biaxial de Barlow). Graficar esta elipse permite una comparación directa del criterio triaxial con las clasificaciones de la API. Las cargas que caen dentro del envolvente de diseño cumplen con el criterio de diseño.
LandMark
WellCat
Modelo de Transferencia de Calor y Flujo de Fluido (Prod y Drill)
• Metodología de análisis nodal • Modelo completo temporal térmico • Ecuaciones de “Casi estado estacionario” de flujo ^ acumulación de masa y efectos de propagación de onda no considerados. • Transferencia de calor radial uniforme y ejesimétrico totalmente concéntrico
LandMark
382
WellCat
Efectos de transferencia de Calor Fluido Fluyente • Convección Forzada y Libre Vertical • Conducción de Calor Radial y Vertical • Cambio de Fase • Disipación por Fricción Agujero del Pozo • Conducción de Calor Radial y Vertical • Convección Natural en el Anular • Radiación en el Anular • Cambio de Fase en el Anular Formación • Conducción de Calor Radial y Vertical • Cambio de Fase
LandMark
383
WellCat
384
Técnicas de Solución Numéricas MODELO
TÉRMICO
FORMULACIÓN Corriente de Flujo: Equilibrio de Calor
MÉTODO DE SOLUCIÓN Dirección Alternante Implícita
Agujero: Equilibrio de Calor
Radialmente Implícita Verticalmente explícita
Formación: Conducción Fourier
Diferencia Finita Radialmente Implícita Verticalmente Explícita Método de Residuales Sopesados
FLUJO
Ecuación de Momento Integral Implícito
LandMark
WellCat
385
Propiedades Térmicas/Flujo
MATERIAL Agua Lodos Base Agua Lodos Base Aceite Salmueras Fluidos de Espuma
Gas / Aire
Vapor
Multifase Gas-Oil-Agua
Formación Cemento Acero
LandMark
PROPIEDADES Dependiente de Temperatura y Presión: Viscosidad (ley de potencia para WBM y OBM) Densidad Calor específico (constante para aceite y agua) Conductividad térmica (constante para aceite y agua) Dependiente de temperatura y presión: Viscosidad Densidad Calor específico Conductividad térmica Modelos Termodinámicos: Soave-Redlich-Kwong Benedict-Webb-Rubin con Starling o modificaciones de Lee y Kessler De las tablas de vapor de Keenan y Keyes: Presión / Temperatura Calor específico Entalpía Propiedades de transporte ASME Dependientes de temperatura y presión: Viscosidad Densidad Calor específico Conductividad térmica GOR – WOR Modelos termodinámicos: Aceite negro Compuesto VLE (Peng-Robinson) Correlaciones de caída de presión bifásica: Beggs y Brill, Orkiszewski, Duns y Ros, Hagedorn y Brown, y Gray Constante: Densidad Calor específico (diferente para suelo congelado) Conductividad térmica (diferente para suelo congelado) Calor latente en formación
WellCat
Transferencia de Calor Costa Afuera
LandMark
386
WellCat
Perfil de Temperatura de Fluido Circulando
LandMark
387
WellCat
Temperaturas Fluyentes Medidas en Pozo Productor de Gas
LandMark
388
WellCat
Temperaturas de Cierre Medidas en Pozos de Gas
LandMark
389
WellCat
Comparación de Predicciones de Temperatura de Datos del Pozo Medidas en Campo
LandMark
390
WellCat
391
Teoría y Cálculos de MultiString Ejemplo de Cálculo de Rigidez
La rigidez total del sistema actual es calculada como sigue: Usando la ecuación (no-pandeada) de Rigidez Axial general.
K
= Rigidez
L
= Longitud Libre (por ej.: cabezal a MLS o TOC)
D
= OD (diámetro externo) de tubería de revestimiento
D
= ID (diámetro interno) de tubería de revestimiento
E
= Módulo de Young
Nota: El código MultiString incluye la fórmula para cálculo de rigidez por el efecto de la rigidez del cemento y la condición de pandeo de cada sarta, que es ignorada en este cálculo manual.
Cálculo de Ejemplo de Movimiento Conforme cada tubería de revestimiento es anclada, el peso de la TR será compartido entre todas las tuberías de revestimiento ya ancladas y conectadas al cabezal. Conforme la tubería de revestimiento es anclada, el cabezal se moverá a una distancia descendente ∆l.
LandMark
WellCat
392
Fn = peso anclado de la tubería de revestimiento n= Fuerza Axial para tubería de revestimiento n en el colgador de la TR para el caso de carga “Condiciones Iniciales” en el módulo de Casing. Ki = rigidez de la tubería de revestimiento i. Existen sartas de tubería de revestimiento i numeradas de la 1 a la n, desde el interior hacia el extremo exterior (por ej.: tubería de revestimiento 1 transporta el cabezal). El WellCat luego presentará el desplazamiento calculado por el MultiString de vuelta a Casing para calcular el perfil de carga axial en cada una de las sartas (i):
Por lo tanto, la nueva fuerza axial en cada sarta se convierte en:
Cálculo de Ejemplo de Crecimiento Térmico El efecto de esta carga térmica es considerado por el MultiString a través de una carga equivalente (Ftw) aplicada directamente en el cabezal. Esta carga equivalente es calculada por Casing que compara las condiciones finales (cuando esta carga término ocurre) con las condiciones iniciales para todas las sartas en lugar al momento cuando este evento ocurre. La carga equivalente (Ftw) en el cabezal es por tanto:
(∆F)ti = la diferencia entre la fuerza axial inicial y final en el cabezal para tubería de revestimiento i.
Movimiento de MultiSarta – Ejemplo Cuado la carga positiva del cabezal es aplicada, el cabezal es desplazado hacia arriba por una cantidad:
LandMark
WellCat
Desplazamiento: Carga Térmica Total / Rigidez Total del Sistema Actual La carga axial en cada sarta de tubería de revestimiento será cambiada por una cantidad:
Para i = l – n Por tanto, la nueva fuerza axial en la tubería de revestimiento i se convierte a:
LandMark
393
WellCat
Perfiles de Presión Externa
LandMark
394
WellCat
Liner; Gradientes de Fluido con Presión de Poro
LandMark
395
WellCat
Donde: = profundidad en el punto B = profundidad en la Cima del Liner = presión en el punto C = presión en el punto D = presión en el punto M = presión en el punto B = presión del cabezal = densidad de fluido desde Casing and Tubing Configuration Spreadsheet = densidad de fluido arriba de la cima de cemento = densidad de fluido debajo de la cima de cemento
LandMark
396
WellCat
Tubería de Revestimiento; Gradientes de Fluido con Presión de Poro
LandMark
397
WellCat
Donde: = profundidad en la zapata = profundidad en la TOC (cima de cemento) = densidad de fluido arriba de TOC = densidad de fluido debajo de TOC = densidad especificada en Casing and Tubing Configuration Spreadsheet = presión en el punto M = presión en el punto A = presión en el punto B (zapata) nota: Lodo deteriorado aplica solamente a ρarriba
LandMark
398
