I

FACULTAD DE INGENIERIA

RED NACIONAL UNIVERSITARIAUNIDAD ACADMICA SANTA CRUZ

Facultad de Ingeniera

Ingeniera en Gas y Petrleos

SEPTIMO SEMESTRE

SYLLABUS DE LA ASIGNATURA

PRODUCCIN IElaborado por: Ing. Alejo Espinoza GallardoGestin Acadmica I/2007

UDABOL

UNIVERSIDAD DE AQUINO BOLIVIAAcreditada como PLENA mediante R. M. 288/01

MISION DE LA UNIVERSIDAD

Desarrollar la Educacin Superior Universitaria con calidad y

competitividad al servicio de la sociedad.

Estimado (a) alumno (a):

La Universidad de Aquino Bolivia te brinda a travs del Syllabus, la oportunidad de contar con una compilacin de materiales que te sern de mucha utilidad en el desarrollo de la asignatura. Consrvalo y aplcalo segn las instrucciones del docente.

SYLLABUS Asignatura:Produccin I

Cdigo:PET - 207

Requisito:PET-203, PET- 216

Carga Horaria:100 horas Terico Prcticas

Crditos:5

I. OBJETIVOS GENERALES DE LA ASIGNATURA.

1. Conocer y programar las operaciones de terminacin de un pozo productor de petrleo.

2. Conocer y programar las instalaciones superficiales como sub.-superficiales.

3. Seleccionar los Packer de produccin.

4. Conocer los mecanismos de anclaje y sus objetivos de anclaje del packer.

5. Programar y seleccionar los baleos y sus objetivos.

II. PROGRAMA ANALTICO DE LA ASIGNATURA.

UNIDAD 1

Tema 1.- TERMINACIN DE POZOSIntroduccin.-

1.1.- Comportamiento de los Yacimientos

1.1.1.- tipos de yacimientos

1.2.- Operaciones de Terminacin. 1.3.-Plan de operaciones.1.4.- Diseo de terminacin de pozos1.4.1.- tipos de terminacin1.5.- Objetivos de una Terminacin.1.6.- Diseo de una tubera de produccin.1.7.- Clases de Terminacin.

UNIDAD 2

Tema 2.- TUBERAS DE PRODUCCIN

Introduccin

2.1.- Tuberas de produccin.2.1.1.- clasificacin de las tuberas2.2.- Sellos en las conexiones.2.3.- Enroscado API.2.4.- Conexiones de la tubera.2.5 Diseo de la tubera.

UNIDAD 3

Tema 3.- PACKERS OBTURADORES

Introduccin

3.1.- Packers de produccin.3.1.1.- tipos de Pakers

3.2.- Clasificacin: Por la de recuperar. Por los esfuerzos de asentamiento. Por el sistema de asentamiento y sello. 3.3.- Objetivos de los packers.3.4.- Mtodos de conexin tubera y packer.3.5.- Consideraciones de la seleccin de un Packer.3.6.- Usos y restricciones de un Packer.

UNIDAD 4

Tema 4.- ACCESORIOS DE UN ARREGLO DE PRODUCCIN

Introduccin4.1.- Accesorios sub. superficiales

4.2.- Camisa deslizable.4.3.- Tapn de fondo.4.4.- Asiento niple.4.5.- Pup Joint.4.6.- Blast joint.

UNIDAD 5

Tema 5.- ACCESORIOS SUPERFICIALES

Introduccin

5.1.- Instalaciones sub.superficiales del pozo.5.2.- Colgadores de caera.5.3.- Arbolitos de produccin.5.4.- Estranguladores.

UNIDAD 6

Tema 6.- BALEOS PUNZADOS EN CAERIAS DE PRODUCCIN

Introduccin

6.1.- Punzado o Baleo de caeras.6.2.- Tipos de baleos.6.3.- Balas de acero, cargas moldeadas.6.4.- Explosivos de alta y baja potencia.6.5.- Explosivos primarios y secundarios.6.6.- Caones para caeras y tuberas..

III. ACTIVIDADES PROPUESTAS PARA LAS BRIGADAS UDABOL

Las brigadas UDABOL constituyen un pilar bsico de la formacin profesional integral de nuestros estudiantes. Inmersos en el trabajo de las brigadas, los estudiantes conocen a fondo la realidad del pas, y completan su preparacin acadmica en contacto con los problemas de la vida real y la bsqueda de soluciones desde el campo profesional en el que cada uno se desempear en el futuro prximo.

La actividad de la brigada permite a nuestros estudiantes llegar a ser verdaderos investigadores, capaces de elaborar y acometer proyectos de desarrollo comunitario y, a la vez, adquirir hbitos de trabajo en equipos multidisciplinarios, como corresponde al desarrollo alcanzado por la ciencia y la tcnica en los tiempos actuales.

La ejecucin de diferentes programas de interaccin social y la elaboracin e implementacin de proyectos de investigacin y desarrollo comunitario derivados de dichos programas confiere a los estudiantes, quienes son sin dudas, los ms beneficiados con esta iniciativa, la posibilidad de :

Desarrollar sus prcticas pre-profesionales en condiciones reales y tutorados por sus docentes, con procesos acadmicos reenseanza y aprendizaje en verdadera aula abierta.

Trabajar en equipos, habitundose a ser parte integral de un todo que funciona como un sistema, desarrollando un lenguaje comn, criterios y opiniones comunes, y plantendose metas y objetivos comunes para dar soluciones en comn a los problemas.

Realizar investigaciones multidisciplinarias en un momento histrico en que la ciencia atraviesa una etapa de diferenciacin, en que los avances tecnolgicos conducen a la aparicin de nuevas y ms delimitadas especialidades.

Desarrollar una mentalidad, crtica y solidaria, con plena conciencia de nuestra realidad nacional.

De acuerdo a las caractersticas de la carrera y de la asignatura las actividades a realizar, por los diferentes grupos de estudiantes se realizaran trabajos de investigacin y participacin en las brigadas generales: 1. Trabajo de Investigacin a travs del Internet y Catlogos de las herramientas de una operacin de terminacin, que sern efectuados por grupos. 2. Participacin en las actividades de las brigadas definidas por la universidad para esta gestin II/2006.

3. Participacin a Conferencias con temas de especialidad relacionados directamente con la materia y la carrera, dictadas por Nuestra Universidad u otras Universidades.4. Visitas a empresas del rea de la Industria del Petrleo en nuestro medio haciendo uso de los convenios existentes.

IV. EVALUACIN DE LA ASIGNATURA

PROCESUAL O FORMATIVA

A lo largo del semestre se realizarn exposiciones, repasos cortos y otras actividades de aulas; adems de los trabajos de brigadas realizados con la universidad .Cada uno se tomar como evaluacin procesual calificndola entre 0 y 50 puntos y se promediar segn lo establecido.

DE RESULTADOS DE LOS PROCESOS DE APRENDIZAJE O SUMATIVA (examen parcial o final)

Se realizan 2 evaluaciones parciales con contenido terico y prctico, sobre 50 puntos cada una. El examen final consistir en un examen terico y practico, sobre 60 puntos, la defensa del ltimo informe de visita, sobre 40 puntos de la nota final.

V. BIBLIOGRAFA BASICA.

CHI U IKOKU The Pennsylvania State University. NATURAL GAS PRODUCTION ENGENEERING New Cork, Chichester, Toronto, Singapore 1998.

BC. CRAFT, HAWKINS. INGENIERA APLICADA DE YACIMIENTOS PETROLIFEROS. Louisiana University, 1978

WILLIAM D. McCAIN.Jr. THE PROPERTIES OF PETROLEUM FLUIDS. (second edition) texas 1990

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA

L. P.DAKE. Developments in petroleum science 36 THE PRACTICE OF RESERVOIR ENGINEERING. ELSEVIER, Edinburgh, Scotland 1994 MC. Cain Jr., W.D., Reservoir Fluid Property Correlations State of the Art, SPERE, May 1999NOTA: Los Libros citados estarn a disposicin en la biblioteca.

VI. CONTROL DE EVALUACIONES

1 evaluacin parcial

Fecha 9na. semana

Nota final dr la 3era unidad2 evaluacin parcial

Fecha 14ta. semana

Nota final 5ta unidadExamen final

Fecha 19na. semana

Nota final 6ta unidadAPUNTES

VII. PLAN CALENDARIO.

PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDADWORK PAPER # 1

UNIDAD O TEMA: TERMINACIN DE POZOS

TITULO: Comportamiento de los yacimientos, Operaciones de Terminacin. Plan de operaciones. Diseo de terminacin de pozos.

FECHA DE ENTREGA: Primera semana

PERIODO DE EVALUACIN: Primer Parcial

COMPORTAMIENTO DE LOS YACIMIENTOSINTRODUCCIN

En la materia o asignatura de PRODUCCIN I, es hacer notar que un pozo productor de petrleo es solo una parte de un sistema complejo el cual comprende el yacimiento, los pozos mismos y las instalaciones superficiales. Cada elemento del sistema afecta a los otros y para lograr una operacin eficiente es esencial garantizar una compatibilidad mutua.

En consecuencia, el ingeniero de produccin deber tener un conocimiento profundo de la ingeniera de yacimientos y conocer totalmente los avances en los pozos petroleros y la tecnologa del equipo superficial.

Es necesario hacer nfasis en los principios que hay que tomar en cuenta en el diseo y operacin de pozos productores. Es de esperarse que la comprensin de dichos principios ayude al ingeniero a adaptarse a las restricciones y oportunidades ofrecidas por las condiciones de los yacimientos, la disponibilidad y avances del equipo y todos los factores econmicos inherentes a las operaciones de la empresa. Una introduccin adecuada puede ser la visin general de los principales tipos de terminacin de un pozo diseado para extraer aceite, agua y gas, desde las formaciones hasta la superficie.

Hay esencialmente cuatro formas para hacer producir los pozos: estos pueden ser pozos fluyentes, se puede utilizar el bombeo neumtico continuo, el bombeo hidrulico o mecnico o el bombeo neumtico intermitente. Cada uno de estos mtodos tiene sus propias variantes y existen combinaciones entre dichas formas. Los pozos fluyentes pueden tener terminaciones sencillas y el flujo pasa por la tubera de produccin; pueden tener o no un empacador instalado entre la tubera de revestimiento (TR) y la de produccin (TP); .tambin, pueden colocarse estranguladores en la tubera de produccin, en el cabezal o en las lneas superficiales de flujo; la terminacin puede hacerse con agujero de dimetro pequeo y utilizarse un controlador de intervalos (de inyeccin) para controlar la descarga o para obtener un gasto permisible, pero restringido. El bombeo neumtico puede ser continuo o intermitente (o una combinacin de ambos); es posible usar varios tipos de mandriles para bombeo neumtico, la tcnica puede combinarse con otros tipos de bombeo, por ejemplo, con un embolo viajero. El bombeo mecnico tiene varias modalidades (las mas comunes son: varillas de succin, bombeo de movimiento reciproco y de movimiento centrifugo). Dentro de cualquiera de las anteriores se encuentran varias tcnicas, por ejemplo, unidades convencionales o balanceadas por aire, bombeo de carrera larga y otros. Produccin intermitente (produccin por medio de baches), que puede ser el resultado del uso de un embolo viajero, de la instalacin de una cmara de acumulacin, de la operacin de bombeo neumtico intermitente y ofertas tcnicas.

Cada una de estas tcnicas bsicas de produccin tiene un amplio rango de operacin; en la figura 1.1 se ilustra un intento para demostrarlo, el cual es una adaptacin y simplificacin de un diagrama de Babson (referencia 1). Este enfoque tan general debe aplicarse sin embargo con la idea de que no solo se tienen las Lneas que limitan en forma vaga y sujeta a amplias zonas de combinacin, sino que hay muchos facto res que deben tomarse en cuenta al decidir cual tcnica de produccin es mejor para un pozo en particular o un grupo de ellos. Se necesita considerar algunos parmetros obvios:

1. Profundidad del pozo.

2. Relaciones gas/liquido (RGL) actuales y previstas.

3. Problemas de depsito de arena y parafina.

4. Desviacin del agujero.

5. Dimetro de la tubera de revestimiento.

6. Relacin del comportamiento de la entrada de flujo actual y ruptura

(IPR; ndice de productividad o potencial del pozo).

7. Presin de la formacin y declinacin de dicha presin.

8. Planes de recuperacin secundaria y terciaria.

9. Vida futura y produccin acumulativa estimada.

10. Disponibilidad de gas a alta presin.

11. Dificultad de la reparacin (por ejemplo, en terminaciones marinas).

12. Viscosidad del aceite.

13. Relaciones agua/aceite, actuales y futuras.

14. Criterios econmicos y de beneficios, como gua para fijar las polticas y necesidades de la compaa.

En este primer tema, se enfatizaran algunos aspectos del comportamiento de los yacimientos en los cuales debe estar alerta el ingeniero de produccin. No se ha hecho intento alguno para analizarlos total y rigurosamente. El objetivo ha sido presentarlos en una forma razonablemente cientfica, pero de tal manera que el ingeniero de produccin pueda comprender los principios fundamentales que estn relacionados y aplicarlos Para resolver los problemas.

El xito definitivo en la terminacin del pozo, su expectativa de vida y su productividad reclina en la mejor comunicacin posible entre el pozo y la formacin. Esta comunicacin esta sujeta a

Factores tcnicos, tecnolgicos y geolgicos como a sus respectivos estudios. La base de este

proyecto se fundamenta en la evaluacin y anlisis de la penetracin de las cargas explosivas sus caractersticas dinmicas del jet y los factores geolgicos que afectan al rendimiento de las cargas.

El anlisis de la longitud de penetracin en la formacin, el tamao del dimetro de entrada en la caera como en la formacin esta significativamente afectada por varios factores como ser: Dinmica de las cargas, el rendimiento (Las condiciones en el fondo del pozo, el grade de los revestimientos (casing), y la forma de posesionar los caones (gun to casing-clearance), el diseno de las cargas, las pruebas y evaluacin que se realizan en superficie bajo los procedimientos y normas del Instituto Americano del Petrleo (API) ( Recomendaciones Practicas (RP-4 3-para las Secciones I y Seccion 11).

Otro de los factores principales que afecta la disminucin de la longitud de penetracin son las

Condiciones fsicas y ambientales geolgicas in-situ como (la resistencia de la roca v tension efectiva de la formacin).

El objetivo de baleo punzado es poder analizar la longitud de penetracin en la formacin y el dimetro de entrada del orificio que son afectada por los factores que son mencionados en la parte de arriba. Todos estos factores pueden ser simulados por el programa SPAN para diferentes pozos con un ambiente particular (geologa, presin, temperatura, fluido del reservorio, etc.). De esta manera, poder realizar el diseo de las perforaciones para la terminacin del pozo utilizando el software SPAN.(Schlumberger Perforating Anlisis Software).

En Bolivia, los pozos exploratorios mas profundos que atraviesan la estructura del sistema geolgico Devoniano sobre todo en formaciones como: Huamampampa, Icla y Santa Rosa en el bloque de San Alberto presentan caractersticas geolgicas muy particulares, donde la fuerza o resistencia de las rocas son bastantes altas y las formaciones son naturalmente fracturadas, como lo es la formacin Santa Rosa

CUESTIONARIO WORK PAPER N 1

1. Explique que es un pozo productor, pozo improductivo y pozo inyector.2. Que entiende por terminacin de pozo, explique.

3. Que tipos de sistemas de produccin de pozos conoce mencione tres de ellos.3. Explique, en que tipo de yacimiento se forma la condensacin retrgrado y en que momento.

4. Para que se utiliza los estranguladores o chokes durante la produccin.5. Que diferencia existe entre la tubera de produccin y tubera de revestimiento.6. Que diferencia existe en la terminacin de pozos productores de hidrocarburos con pozos productores de agua,7. Que componentes principales integran el sistema superficial para la recoleccin de los hidrocarburos producidos.

8. Que funcin especfica desempea un separador dentro de una batera.

PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDADWORK PAPER # 2

UNIDAD O TEMA: COMPLETACIN O TERMINACIN DE POZOS

TITULO: Introduccin. Sarta de herramientas en el sistema de produccin, Empacaduras o Packers, Seleccin de Packers.

FECHA DE ENTREGA: Tercera semana del semestre

PERIODO DE AVALUACIN: Primer Parcial

CUESTIONARIO WORK PAPER N 1

La completacin de un pozo representa la concrecin de muchos estudios que, aunque realizados por separado, convergen en un mismo objetivo: la obtencin de hidrocarburos. La Ingeniera Petrofsica, Ingeniera de Yacimientos y de las ciencias de produccin y construccin de pozos; han venido realizando, en los ltimos aos, un trabajo en equipo permitiendo una interaccin de las ramas que conforman la ingeniera de petrleo.

La eleccin y el adecuado diseo de los esquemas de completacin de los pozos perforados, constituyen parte decisiva dentro del desempeo operativo, productivo y desarrollo de un Campo. La eficiencia y la seguridad del vnculo establecido entre el yacimiento y la superficie dependen de la correcta y estratgica disposicin de todos los parmetros que lo conforman, de esta manera podra hablarse de la productividad del pozo en funcin de la completacin, que incluye un anlisis de sus condiciones mecnicas y la rentabilidad econmica que justifique su existencia.

Antes de conocer la teora de completacin de pozos, es importante conocer con detalle algunos conceptos fundamentales en el rea a estudiar:

1.1 SARTA DE PRODUCCIN O EDUCTOR

Estas constituyen arreglos de tubulares y equipos de fondo; pueden ir desde arreglos sencillos hasta arreglos muy complicados. Su objetivo primordial es conducir los fluidos desde la boca de las perforaciones hasta la superficie. Los Grados API para tubera mayormente empleados son: J-55, C-75, C-95 y P-105. Los grados C-75 y C-95 son diseados para soportar ambientes cidos, son ms resistentes y costosos que el J-55, este ltimo presenta un buen comportamiento en ambientes bsicos. Existen dos tipos de conexiones, para tuberas de produccin, abaladas por la American Petroleum Institute (API). La conexin API NU (NOT-UPSET), que consta de una rosca de 10 vueltas, siendo la conexin menos fuerte que la tubera. La conexin de tubera EUE (EXTERNAL UPSET), dicha conexin posee mayor resistencia que el cuerpo de la tubera y es ideal para los servicios de alta presin.

1.2. EMPACADURA DE PRODUCCIN

Es una herramienta de fondo que se usa para proporcionar un sello entre la tubera eductora y el revestimiento de produccin, a fin de evitar el movimiento vertical de los fluidos, desde la empacadura por el espacio anular, hacia arriba. Estas empacaduras son utilizadas bajo las siguientes condiciones:

a) Para proteger la tubera de revestimiento del estallido bajo condiciones de alta produccin o presiones de inyeccin.

b) Para proteger la tubera de revestimiento de algunos fluidos corrosivos.

c) Para aislar perforaciones o zonas de produccin en completaciones mltiples.

d) En instalaciones de levantamiento artificial por gas.

e) Para proteger la tubera de revestimiento del colapso, mediante el empleo de un fluido sobre la empacadura en el espacio anular entre la tubera eductora y el revestimiento de produccin.

1.2.1. MECANISMO BSICO.

Para que una empacadura realice el trabajo para el cual ha sido diseada, dos cosas deben suceder: primero un cono debe ser empujado hacia las cuas a fin de que ellas se peguen a la pared del revestidor y segundo el elemento de empaque (gomas) debe ser comprimido y efectuar un sello contra la pared del revestidor. Sus componentes bsicos son:

a) Elementos sellantes: Estos elementos son normalmente construidos de un producto de goma de nitrilo y se usan en aplicaciones tales como: instalaciones trmicas, pozos cretcicos y pozos productores de gas seco. Se ha comprobado que los sellos de goma de nitrilo son superiores cuando se utilizan en rangos de temperaturas normales a medias. Cuando se asienta una empacadura, el elemento sellante se comprime de manera tal que forma un sello contra la pared de la tubera de revestimiento. Durante esta compresin, el elemento de goma se expande entre el cuerpo de la empacadura y la pared de la tubera. Esta expansin junto con la maleabilidad del mencionado elemento ayudan a que estos vuelvan a su forma original al ser eliminada la compresin sobre la empacadura. Algunas empacaduras incluyen resortes de acero retrctiles moldeados dentro del elemento sellante para resistir la expansin y ayudar en la retraccin cuando se desasiente la empacadura. Existen cuatro tipos de elementos sellantes que se usan de acuerdo al tipo de servicio: ligero, mediano, duro y especiales. (I, II, III y IV, respectivamente).

Tabla 1-2. Tipo de Elementos Sellantes.

b) Cuas: Las cuas existen en una gran variedad de formas. Es deseable que posean un rea superficial adecuada para mantener la empacadura en posicin, bajo los diferenciales de presin previstos a travs de esta. Las cuas deben ser reemplazadas si ya se han utilizado una vez en el pozo.

c) Elementos de asentamiento y desasentamiento: El mecanismo ms simple de asentamiento y desasentamiento es el arreglo de cerrojo en J y pasador de cizallamiento que requiere solamente una ligera rotacin de la tubera de produccin al nivel de la empacadura para el asentamiento y puede, generalmente, ser desasentada por un simple levantamiento sobre la empacadura. Este procedimiento es aplicable a las empacaduras recuperables.

d) Dispositivos de friccin: Los elementos de friccin son una parte esencial de muchos tipos de empacaduras para asentarlas y en algunos casos para recuperarlas. Pueden ser flejes, en resortes o bloque de friccin, y si estn diseados apropiadamente, cada uno de estos proporciona la fuerza necesaria para asentar la empacadura.

e) Anclas hidrulicas: Las anclas hidrulicas o sostenedores hidrulicos proporcionan un mtodo confiable para prevenir el movimiento que tiende a producirse al presentarse una fuerza en la direccin opuesta de las cuas principales. Por ejemplo, una empacadura de cuas simples que se asiente con peso puede moverse hacia arriba en el hoyo, cuando se lleva a cabo una acidificacin o fractura, sin embargo, este movimiento se puede evitar mediante el uso de sostenedores hidrulicos o de una ancla hidrulica.

Fig. 1-4. Empacaduras.

1.2.2. TIPOS DE EMPACADURAS.

Los diferentes tipos de empacaduras pueden ser agrupados en clases principales; luego se pueden subdividir de acuerdo a mtodos de asentamientos, direccin de la presin a travs de la empacadura y nmero de orificios a travs de la empacadura. De esta forma se tienen: Recuperables, Permanentes, Permanentes Recuperables.

Existen alrededor de 10 fabricantes de empacaduras, sin embargo, en la industria petrolera nacional las ms utilizadas son de las marcas, Baker, Otis, Camco, en dimetros de 4 , 5, 7 y 9 5/8 pulgadas.

1.2.2.1. Empacaduras Recuperables.

Son aquellas que se bajan con la tubera de produccin o tubera de perforacin y se pueden asentar: por compresin, mecnicamente e hidrulicamente. Despus de asentadas pueden ser desasentadas y recuperadas con la misma tubera. Las empacaduras recuperables son parte integral de la sarta de produccin, por lo tanto, al sacar la tubera es necesario sacar la empacadura.

Las empacaduras recuperables se pueden clasificar tomando en cuenta la direccin del diferencial de presin en:

a) Empacaduras de recuperables compresin: Una empacadura de compresin se asienta aplicando el peso de la tubera de produccin sobre la empacadura y se recupera tensionando. Por estas razones, no se desasienta aplicando una fuerza hacia abajo, bien aplicando peso de la tubera de produccin (compresin) o bien aplicando presin por el espacio anular sobre la empacadura. Sus caractersticas particulares las hacen apropiadas para resistir diferenciales de presin hacia abajo. Son principalmente utilizadas en pozos verticales, relativamente someros y de baja presin. Pueden soportar presiones diferenciales desde abajo si se les incorpora un anclaje hidrulico de fondo dentro del ensamblaje de la empacadura.

Fig. 1-5. Empacaduras de Compresin.

b) Empacaduras recuperables de tensin: Estas empacaduras se asientan rotando la tubera de produccin de vuelta a la izquierda y luego tensionando. Para recuperarla, se deja caer peso de la tubera de manera tal de compensar la tensin y luego se rota la tubera a la derecha de vuelta, de manera que las cuas vuelvan a su posicin original. Se usan en pozos someros y donde se anticipen presiones diferenciales moderadas desde abajo. Las presiones desde abajo solo sirven para incrementar la fuerza de asentamiento sobre la empacadura. Son usadas preferiblemente en pozos de inyeccin de agua y en pozos someros, donde el peso de la tubera de produccin no es suficiente para comprimir el elemento sellante de una empacadura de asentamiento por peso o empacadura a compresin.

Fig. 1-6. Empacaduras de Tensin.

c) Empacaduras recuperables de compresin tensin: Estas empacaduras se asientan por rotacin de la tubera ms peso o con rotacin solamente. No se desasientan por presiones aplicadas en cualquier direccin, por lo tanto pueden soportar un diferencial de presin desde arriba o desde abajo. Para recuperarlas, solamente se requiere rotacin de la tubera de produccin hacia la derecha. Cuando se usan en pozos de bombeo mecnico se dejan en tensin y actan como anclas de tubera. Cuando se utilizan en pozos de inyeccin de agua permiten mantener la tubera de produccin en peso neutro, lo que elimina la posibilidad de que se desasienten debido a la elongacin de la tubera o por contraccin de la misma. Su mayor desventaja se debe a que como deben ser liberadas por rotacin de la tubera, si hay asentamiento de partculas slidas sobre el tope de la empacadura se hace imposible realizar cualquier trabajo de rotacin, sin embargo, eso se soluciona usando un fluido libre de partculas slidas como fluido de empacadura.

d) Empacaduras recuperables sencillas y duales de asentamiento hidrulico: El asentamiento de las empacaduras sencillas se realiza cuando existe un diferencial de presin entre la tubera de produccin y la tubera de revestimiento. La principal ventaja de las empacaduras recuperables con asentamiento hidrulico, es que la tubera eductora puede ser corrida en el pozo y el cabezal de produccin instalado antes del asentamiento de la empacadura. Estas empacaduras son particularmente apropiadas en pozos altamente desviados donde la manipulacin de la tubera de produccin puede presentar dificultades. Las empacaduras duales se utilizan en completaciones mltiples cuando se requiere producir una o ms arenas.1.2.2.2. Empacaduras Permanentes.Estas se pueden correr con la tubera de produccin o se pueden colocar con equipos de guaya fina. En este ltimo caso, se toman como referencia los cuellos registrados en el perfil de cementacin para obtener un asentamiento preciso. En caso de formaciones con temperatura de fondo alta (400F-450F), el mtodo ms seguro de asentamiento consiste en utilizar un asentador hidrulico bajado junto con la tubera de produccin. Una vez asentada la empacadura, se desasienta el asentador hidrulico y se saca la tubera junto con la tubera de produccin. Las empacaduras permanentes se pueden considerar como una parte integrante de la tubera de revestimiento, ya que la tubera de produccin se puede sacar y dejar la empacadura permanente asentada en el revestidor. Usualmente para destruirla es necesario fresarla, por lo que frecuentemente se denomina empacadura perforable.

Fig. 1-7. Empacaduras Permanentes.

CUESTIONARIO WORK PAPER N 2

1.- En que consiste la operacin de Terminacin completacin de un pozo productor.2.- De que elementos principales consta una sarta o herramienta de Terminacin de pozos, mencione la ms importante que considere Ud.

3.- Que es un Packers, cuando se lo utiliza.

4.- De que electos consta una Empacadura, esquematice indicando sus componentes.

5.- Como se determina la eleccin de un Packers y que condiciones se deben de cumplir.

6.- Clasificacin de los Packers de acuerdo a su uso y su estructura7.- Clasificacin de los Packers de acuerdo a su tipo de sellado8.- Grafique o esquematice un arreglo de terminacin de pozos mostrando sus elementos principales

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PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDADWORK PAPER # 3

UNIDAD O TEMA: BALEOS PUNZADOS EN CAERIAS DE PRODUCCIN

TITULO: Introduccin, .- Punzado o Baleo de caeras. .- Tipos de baleos

FECHA DE ENTREGA: Quinta semana del semestre

PERIODO DE EVALUACIN: 2 parcial

INTRODUCCION

PUNZADO O BALEO DE CAERAS. El arreglo de los Baleos perforaciones.

Objetivo de las Perforaciones. El objetivo primordial del uso de la perforacin con can es el de proveer una efectiva comunicacin del flujo entre la caera de produccin y el reservorio. Para activar esta comunicacin, los caones de disparo perforan un lugar geomtrico a travs de la caera, el contorno de cemento y en la formacin. Los pies perforados en la formacin dependen del tipo y tamao del canon, caractersticas fsicas del reservorio y las condiciones de tensiones de la formacin.

La longitud vara desde unos pocos a unas docenas o ms de pulgadas.

La facilidad con que el reservorio produce a travs de estas perforaciones depende de un nmero de factores que interactan de una manera compleja. Esta interaccin resulta en una restriccin manifestada como una cada de presin entre el reservorio y las paredes del pozo (o la superficie, si se considera el total del sistema). La cada de presin es llamada Dao" en el sistema. Las consideraciones de dao, generalmente no incluyen perdidas en la tubera y el equipo superficial. Los factores que contribuyen al Dao se pueden sealar en tres amplias categoras: A).- La geometra. B).- Condiciones de las perforaciones y. C).- Las caractersticas de la formacin.

Geometra de los baleos perforaciones.Generalmente es caracterizada por cuatro parmetros: Densidad de disparo (nmeros de perforaciones por pie), longitud de penetracin (en el reservorio), fase de disparo (tendencia angular o distribucin) y dimetro de las perforaciones (en la caera y reservorio). Estos factores son ampliamente controlados por el operador. Cuando se optimiza, para una especifica terminacin de pozo, el dao resultante de estos factores, pueden acercarse a cero, o puede llegar a ser negativo y el sistema de perforacin viene a ser como, o mejor que, un pozo abierto o sin caera. La relativa Influencia de los parmetros de la geometra individual en el flujo depende fuertemente del tipo de terminacin. La optimizacin de algunos factores para una terminacin, puede dar resultados insatisfactorios en otro tipo de completacin.

El Diseo de terminaciones con baleo debera ser simple, si solamente los factores geomtricos son tornados en cuenta. Los ms modernos sistemas de perforaciones pueden proporcionar una eficiencia de flujo igual o mejor que las comparables a las terminaciones de pozo abierto. Desafortunadamente, otro problema existe detrs de la envoltura del cemento o en las paredes del pozo.

Entorno de Perforaciones. Como muestra la figura operaciones de perforaciones con trepano y el cemento pueden crear una zona de permeabilidad reducida alrededor de las redes del pozo como resultado de una

Invasin de filtrado o taponamiento de la formacin debido a partculas finas. Complementando, una zona daada con permeabilidad reducida es creada alrededor de las perforaciones corno resultado del proceso de penetracin. Baleos con Bajo balanceado o Under balanced, (la presin de formacin mayor a la de la columna hidrosttica) pueden mejorar significativamente la limpieza al realizarse la perforacin. Al contrario, el uso de fluidos tipo tapn en la terminacin puede crear significativos problemas en la limpieza al balear, particularmente cuando se combina con la perforacin sobre balanceada, tambin llamado Over balanced, (Presin de formacin menor a la columna hidrosttica).

Caracterstica de la formacin. Las propiedades fsicas y condiciones de tensiones in-situ influyen a la penetracin, el grado y extensin de la formacin rompe alrededor de las perforaciones. La permeabilidad y caractersticas de los fluidos de formacin, determinan en gran manera el nivel de la presin diferencial requerida para limpiar las perforaciones con el fluido del reservorio quo pasa a travs del mismo.

Permeabilidades anistropas o lutitas laminadas puede significativamente influenciar el comportamiento del flujo cuando el pozo es baleado con baja densidad de disparo.

Diseo de terminaciones. Los factores medioambientales y de la formacin pueden ser ms importantes que la perforacin en si. Influenciando crticamente la efectividad de la terminacin. El alcance del diseo de la operacin en la terminacin se incrementa significativamente cuando los efectos de medio ambiente y formacin son incluidos. La lista de chequeo para planear una terminacin efectiva viene a ser extensiva.

Para un diseo ptimo se tendr que tomar en cuenta los siguientes factores:

Si hay otros pozos baleados y terminados en el reservorio de inters, y tener informacin para revisar. El procedimiento del proceso de la terminacin ser simplificado enormemente si esta informacin es disponible.

Tener la operacin del baleo, siendo planeado y seleccionado el fluido de perforacin para minimizar el dao alrededor de las paredes del pozo.

Tener el registro disponible quo indique las caractersticas y propiedades del fluido de formacin.

Todos los datos que han sido obtenidos de los ncleos y muestras.

Resultado de las pruebas de formacin, DST. Estabilizar las propiedades bsicas del reservorio.

La geometra indicada en la perforacin tomando en cuenta el tipo de terminacin, las caractersticas de la formacin y el entorno del baleo.

El mtodo de baleo ms indicado.

Disear la presin de baleo (bajo balanceado) para una limpieza optima al perforar.

Especificar el fluido de terminacin para no efectuar dao a la formacin.

Planear las pruebas a realizar despus de la perforacin (DST, registros de produccin, etc.) para valuar la terminacin.

Al no considerar uno o ms de los factores o al estimar incorrectament0e sus influencias pueden resultar en un fracaso el desempeo del pozo.

Planificacin de Herramientas. Tomando en cuenta aspectos importantes en pozos que resultaron con pobre desempeo, tales como la razn del problema, un dao mayor que el pronosticado, inadecuada funcin de los baleos, bajo balanceado equivocado, caones fuera de la profundidad designada. Donde la revisin de los registros no siempre es la solucin adecuada. El anlisis de la presin transiente indicar un alto dao no deseado, el cual solo confirma lo que en realidad conocemos: el pozo es+d enfermo. Desafortunadamente, el anlisis de presin transiente no es el nico componen+e individual de dao. Adicionalmente debern ser implementados procedimientos de diagnsticos. Los registros de produccin envuelven mltiples y poderosos datos que son de mucha ayuda. Las pruebas de presin como "Build up o Drown down" pueden proveer informacin con respecto a las caractersticas del reservorio. Un Anlisis Nodal puede direccionar todo el sistema y puede aislar problemas en reas especficas. Pero la pregunta tediosa persiste. Podr el proceso de diseo de terminacin original ser ms efectivo?

CUESTIONARIO WORK PAPER N 31.- Cuales son los objetivos principales para efectuar un Baleo en caera de produccin.

2.- Como varia la longitud de la penetracin de los baleos y que parmetros se consideran para un alcance efectivo.

3.- Indique los factores que contribuyen a la cada de presin (Dao) y de un resumen de ellos.

4.- En que consiste la Geometra de los Baleos perforaciones.

5.- Por que se forma dao en las perforaciones de la pared del pozo., 6.- Muestre el entorno de un baleo realizado en la roca reservorio.

7.- Que factores se tendr que tomar en cuenta para un diseo ptimo en la terminacin de pozos.

8.- Como se efecta una planificacin de las herramientas de terminacin

PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDADWORK PAPER # 4

UNIDAD O TEMA: CARGAS EXPLOSIVAS

TITULO. FACTORES QUE AFECTAN EL RENDIMIENTO DE LAS CARGAS

FECHA DE ENTREGA: : Quinta semana del semestre

PERIODO DE EVALUACIN Examen final

CARGAS EXPLOSIVAS Y FACTORES QUE AFECTAN EL RENDIMIENTO DE LAS CARGASINTRODUCCION

En 1888 C.E. Munroe observe que el algodn explosivo formaba una concavidad cuando detonaba en una muestra de acero. Poco despus se estudio los efectos de la penetracin y cavidades que formaba el explosivo al ser detonado en diferentes muestras de acero, las cavidades formadas en las diferentes muestras producidas por el explosivo formaban penetraciones de una mitad del dimetro de cavidad Fig. (6-30).

Para Munroe los efectos producidos por el explosivo en las muestras como la cavidad y penetracin no le parecieron muy importantes. Hasta que mas tarde en 1930 un Suizo H. Mohaupt descubri que las penetraciones ocurrieron a causa del revestimiento del explosivo con un forro metlico (liner), formando una cavidad en la muestra de acero. Este descubrimiento forma la fundacin terica moderna de cargas explosivas. Las primeras cargas explosivas fueron desarrolladas y usadas en la segunda guerra mundial como armas antitanques incluyendo la bazoka. Despus de la segunda guerra mundial en 1948, la tecnologa de las cargas explosivas fue aplicada comercialmente en la industria petrolera para la perforacin de los pozos petroleros. Desde entonces muchos adelantos cientficos se realizan en el diseo de diferentes tipos de cargas explosivas mediante el use de simuladores de computadora, cmaras fotogrficas de alta velocidad y el empleo de rayos-x, etc., para poder estudiar las caractersticas dinmicas del jet cuando se forma al detonar la carga.

DINAMICA DE LAS CARGAS EXPLOSIVASLas perforaciones se crean en menos de un segundo por la forma de las cargas que usan un efecto explosivo de cavidad, que se fundamenta en arnas de tecnologa militar, con un liner de metal para aumentar al mximo la penetracin. Las cargas de perforacin consisten de cuatro componentes como nos muestra la Fig.

1. Contenedor exterior (Outer case)2. Explosivo principal de la carga (Main explosive)3. Iniciador (Primer)4. Recubrimiento metlico (liner)

1 CONTENEDOR EXTERIOR (Outer Case}

Es una caja de contencin que recubre una parte de la carga explosiva, esta diseada para retener la fuerza de detonacin de la carga es suficientemente resistente a lo largo del proceso de la formacin del jet. Esta contencin es tambin crtica para poder prevenir la interferencia con cargas adyacentes en el conjunto de los caones. Los metales como el acero, zinc, aluminio son los mas comnmente utilizados como contenedor exterior de la carga (outer case). A pesar del material usado, el diseo del empaquetado la resistencia del material y ajustes de fabricacin son necesarios para asegurar el desempeo correcto de la carga.

2.- EXPLOSIVO PRINCIPAL DE LA CARGA (Main Explosive)El explosivo principal de la carga es diseado normalmente basndose en el rango de temperatura y tiempo de exposicin a los que son expuestos dentro del pozo. De igual importancia es la capacidad del explosivo para ser prensado mecnicamente en una forma cnica tpica de una carga explosiva. La distribucin de la mezcla explosiva debe ser lo mas homogneo y uniforme, para que se forme un jet lo mas simtrico posible y pueda penetrar lo mas profundo dentro de la formacin.

3.- EL INICIADOR {Primer)

El iniciador (Primer) provee de anexo entre el cordn detonante (detonating cord} y el explosivo principal de la carga. Se compone comnmente del mismo material explosivo de la carga principal pero tiene sensibilidad mayor de detonacin.

3.- RECUBRIMIENTO METALICO (Liner)

En el centre de la carga explosiva se encuentra el recubrimiento metlico cnico (liner). El

Colapsamiento del liner bajo la fuerza de detonacin de la carga principal es la accin critica en la formacin del Jet de perforacin. Inicialmente el liner era construido con un metal solid. Estos diseos exitosamente produjeron el jet de alta densidad pero haba tendencia a tapar los tneles de las perforaciones con fragmentos, esto era una anomala quo se produca durante la formacin del jet y se lo llamo Slug.

El diseo del liner y la eleccin de los materiales con que se fabrican, determinan las caractersticas de la perforacin y no as la cantidad de explosivo en la carga. El explosivo provee de emerga para el colapso del liner para formar un sper jet sonido de alta energa, que viaja a velocidades hasta de 8000 m/seg. En el impacto enormes presiones son generadas en la punta del jet Fig.(6-32), que son dirigido hacia una pequea superficie del casing, cemento y formacin.

Fig. 6-32 Impacto de la punta del jet en la formacin generando grandes velocidades y presionesHoy en da modernos diseos de liners estn basados en la mezcla de diferentes polvos de metales que dan al jet suficiente densidad para una mayor profundidad de penetracin sin el efecto secundario indeseable de la formacin del taponamiento "slug". El cobre es el material ms comn utilizado en el diseo del liner. Los materiales comunes en la fabricacin del liner son los metales como el cobre, tungsteno, estao, zinc y plomo. Estos polvos de diferentes materiales son mezclados juntos para proveer un jet uniforme de gradiente ptimo de densidad y velocidad. Esta uniformidad de densidad y velocidad es crtica para proveer un desempeo uniforme del jet.

PROCESO DE DETONACION DE UNA CARGA EXPLOSIVA

Una vez colocada la carga explosiva dentro del can Fig. (6-33) y posesionado dentro del pozo, la detonacin empezara en un tiempo cero (To) con la iniciacin de un detonador. Este inicia una onda explosiva al frente que viaja abajo del cordn detonante alrededor de 7000 m/seg. Con presiones alrededor de 3 millones de psi [20 Gpa]. El cordn detonante en un contacto cercano con el iniciador (primer) en la regin de la carga explosiva har detonar al mismo primer, el cual iniciara la detonacin del explosivo principal de la carga. La detonacin de la carga explosiva aumenta en velocidad y avanza esfericamente hasta alcanzar la velocidad Terminal de alrededor de 8000 m/seg. y genera una presin de 4.5 millones de psi [30 Gpa]. Esto ocurre simplemente con anterioridad a la llegada al frente de la onda del vrtice del recubrimiento metlico cnico (liner). A este punto (Ti) la caja exterior (case) se expande radicalmente sobre el eje de simetra de la carga mientras el liner es empujado al interior de la carga. En el punto de impacto sobre el eje cerca del vrtice del liner, las presiones aumentan a mas de 15 millones de psi [100 Gpa]. Desde este punto el liner se separa en dos flujos axiales: En la parte del frente el moviendo del fluyo es mucho mas rpido formando punta del jet y mientras el movimiento de flujo en la parte de atrs es mas lento. La punta del jet viaja alrededor de 7000 m/seg. mientras la parte de atras viaja alrededor de 500 m/seg, formando un gradiente de velocidad optimo para formar una densidad del jet requerida para poder penetrar el casing, cemento y la formacin (T2) Para entender mejor el proceso de penetracin se puede pensar, como el jet alcanza altas velocidades rpidamente expandindose con un impacto de 15 millones de psi [100Gpa]. Como J el jet impacta en el casing, la enorme presin causa que el material del casing fluya de una forma plstica.

Como el jet pasa a travs del casing, cemento y formacin, de la misma manera se agota la energa de la punta del jet, hasta que esta es consumida en el final del tnel de perforacin (T3). Una buena penetracin se logra alcanzando altas presiones junto con la formacin de alta densidad de jet que es logrado por la combinacin de los diferentes metales (dependiendo del diseo del liner). Consiguientemente la calidad de una carga explosiva de perforacin depende de lograr un jet largo y uniforme con el gradiente ptimo de velocidad.

fig. 6.33 proceso de detonacinCUESTIONARIO WORK PAPER N 41.- Que son los efectos de la penetracin y cavidades cuando se efecta una detonacin explosiva.2.- Indique y explique cuatro componentes de los que consisten las cargas de baleo perforacin.

3.- Que metales son utilizados como contenedor exterior de la carga el acero.

4.- Explique que es el INICIADOR {Primer) dentro de Las cargas de baleo perforacin.5.- Que parmetros se toman para el diseo del liner y la eleccin de los materiales.6.- Muestre mediante un esquema el Impacto de la punta del jet en la formacin.7.- Explique el proceso de detonacin de una carga explosiva.

8.- Diagrame un arreglo de produccin mostrando los baleos habilitados a produccin y los aislados por improductivos.

9.- Como se disea un arreglo de DST-TCP en pozos horizontales.

10.- Muestre las causas por el que se origina colapsamiento de la caera de produccin Liner.

PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD

VISITA TCNICA # 1

UNIDAD O TEMA: Reconocimiento de los equipos de produccin superficial y subsuperficial

FECHA PREVISTA: Segunda semana del mes de agosto 2006

RECURSOS NECESARIOS: MOVILIDAD

OBJETIVO DE LA ACTIVIDAD: Recabar informacin durante la visita a la Empresa Repsol y complementar con informacin extrada de internet

FORMAS DE EVALUACIN: Presentacin del informe y exposicin en el sistema Power Point, ( por grupos).

PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD

VISITA # 2

UNIDAD O TEMA: Herramientas utilizadas en el arreglo subsuperficial

FECHA PREVISTA: Cuarta semana del semestre

RECURSOS NECESARIOS: MOVILIDAD

OBJETIVO DE LA ACTIVIDAD: Conocer los diferentes arreglos que se utilizan en la terminacin de pozos, arreglos en nuestro medio

FORMAS DE EVALUACIN: Presentacin del informe y exposicin: por grupos .

PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD

VISITA # 3

UNIDAD O TEMA: Baleos y explosivos utilizados en la terminacin de pozos.

FECHA PREVISTA: Sexta semana del semestre

RECURSOS NECESARIOS: MOVILIDAD

OBJETIVO DE LA ACTIVIDAD: Conocer los diferentes Cargas, baleos y explosivos que se utilizan en la terminacin de pozos, operacin de bajada del can y ubicacin de profundidad en el reservorio

FORMAS DE EVALUACIN: Presentacin del informe y exposicin: por grupos.

Revestidor

Elemento Sellante

Cono

Cuas

Desasentada Asentada

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4UNIVERSIDAD DE AQUINO BOLIVIA

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