tesis Perforacion-Petrolera

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Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera… Contenido Glosario....................................................5 Introducción...............................................16 Objetivo...................................................17 Capítulo 1 Áreas...........................................18 1.1 Área de un rectángulo......................................18 1.2 Área de un cuadrado........................................18 1.3 Área de un círculo.........................................19 1.4 Área transversal (corona circular) de un tubería nueva.....19 1.5 Área transversal (corona circular) de un tubería Premium...20 Capitulo 2 Volúmenes.......................................21 2.1 Volumen total de una presa.................................21 2.2 Volumen de un fluido en una presa..........................21 2.3 Volumen por centímetro (factor de una presa)...............22 2.4 Volumen de un cilindro circular recto horizontal...........22 2.5 Volumen de un cilindro circular recto horizontal parcialmente lleno..........................................................23 2.6 Volumen de un cuerpo elíptico..............................23 2.7 Capacidad interior de un cilindro circular recto...........24 2.8 Capacidad interior en una longitud.........................24 2.9 Volumen en espacio anular..................................25 2.10 Volumen anular en una longitud...........................26 2.11 Volumen de un pozo en litros..............................26 2.12 Incremento de volumen si conocemos el peso total del material agregado para Densificar un fluido en toneladas......27 Capítulo 3 Hidráulica......................................28 3.1 Gasto por una embolada de una bomba triple de simple acción en litros......................................................28 3.2 Gasto por una embolada de una bomba triple de simple acción de en galones..................................................28 1

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Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

Contenido

Glosario...................................................................................................................5

Introducción..........................................................................................................16

Objetivo.................................................................................................................17

Capítulo 1 Áreas...................................................................................................18

1.1 Área de un rectángulo............................................................................................18

1.2 Área de un cuadrado..............................................................................................18

1.3 Área de un círculo...................................................................................................19

1.4 Área transversal (corona circular) de un tubería nueva.....................................19

1.5 Área transversal (corona circular) de un tubería Premium................................20

Capitulo 2 Volúmenes..........................................................................................21

2.1 Volumen total de una presa...................................................................................21

2.2 Volumen de un fluido en una presa......................................................................21

2.3 Volumen por centímetro (factor de una presa)....................................................22

2.4 Volumen de un cilindro circular recto horizontal................................................22

2.5 Volumen de un cilindro circular recto horizontal parcialmente lleno................23

2.6 Volumen de un cuerpo elíptico..............................................................................23

2.7 Capacidad interior de un cilindro circular recto..................................................24

2.8 Capacidad interior en una longitud.......................................................................24

2.9 Volumen en espacio anular....................................................................................25

2.10 Volumen anular en una longitud........................................................................26

2.11 Volumen de un pozo en litros..............................................................................26

2.12 Incremento de volumen si conocemos el peso total del material agregado para Densificar un fluido en toneladas......................................................................27

Capítulo 3 Hidráulica............................................................................................28

3.1 Gasto por una embolada de una bomba triple de simple acción en litros......28

3.2 Gasto por una embolada de una bomba triple de simple acción de en galones........................................................................................................................................28

3.3 Gasto por número de emboladas en una bomba triple de simple acción en Litros o Galones x minuto............................................................................................28

3.4 Tiempo de llenado de una presa, la sarta o el pozo en minutos........................29

3.5 Tiempo de atraso en minutos...............................................................................29

3.6 Ciclo completo en minutos....................................................................................30

3.7 Número de emboladas para llenar la sarta...........................................................30

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3.8 Número de emboladas para llenar el pozo..........................................................30

3.9 Gasto mínimo, optimo y máximo de una barrena triconica (empírica).............31

3.10 Velocidad anular (va) en pie /min).......................................................................32

3.11 Velocidad anular óptima (vao) en pie/min..........................................................32

3.12 Tiempo de atraso utilizando la velocidad anular...............................................33

3.13 Índice de energía hidráulica (índice de limpieza)..............................................33

3.14 Caída de presión en las toberas..........................................................................34

3.15 Caída de presión en el interior de la sarta y espacio anular en flujo laminar (Preston Imoore)...........................................................................................................34

3.16 Caídas de presión en el espacio anular..............................................................36

3.17 Caída de presión en el interior de la sarta y espacio anular en flujo laminar (comprimida).................................................................................................................37

3.18 Velocidad de chorro..............................................................................................40

3.19 Fuerza de impacto hidráulico en libras...............................................................40

Capitulo 4 Densidades.........................................................................................41

4.1 Densidad de un fluido en gr/cm3..........................................................................41

4.2 Densidad de lodo equivalente en gr./cm³ ( prueba de goteo).............................41

4.3 Gradiente en kg x cm2 x metros.............................................................................41

4.4 Densidad del fluido conociendo la Presión hidrostática y la profundidad.......42

4.5 Densidad equivalente de circulación (empírica)..................................................42

4.6 Densidad de equilibrio............................................................................................43

4.7 Densidad de control................................................................................................44

4.8 Peso total del material agregado para densificar un fluido en toneladas.........45

4.9 Cantidad de agua o aceite para disminuir la densidad de un fluido de perforación....................................................................................................................45

Capítulo 5 Presiones............................................................................................47

5.1 Presión en kg xcm2.................................................................................................47

5.2 Gradiente de presión en kg x cm2.........................................................................47

5.3 Profundidad del pozo conociendo la Presión hidrostática y la densidad........48

5.4 Presión hidrostática en sistema métrico e ingles................................................48

5.5 Presión de formación.............................................................................................49

5.6 Presión reducida de circulación............................................................................49

5.7 Presión máxima permisible en superficie............................................................50

5.8 Presión de formación.............................................................................................50

Capítulo 6 Sarta de perforación..........................................................................51

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6.1 Troqué que registra el dinamómetro utilizando las llaves de fuerza.................51

6.2 Peso de una herramienta tubular (Drill Collar) en lb/pie.....................................51

6.3 Peso ajustado de una tubería de perforación......................................................51

6.4 Peso de la sarta en el aire......................................................................................52

6.5 Factor de flotación..................................................................................................52

6.6 Peso de la sarta flotado.........................................................................................53

6.7 Espesor de pared en tubería de perforación........................................................53

6.8 Resistencia a la tensión de una tubería de perforación nueva al 90 %.............53

6.9 Desplazamiento conociendo el peso de la sarta en kg/m (volumen que desaloja una tubería)....................................................................................................54

6.10 Desplazamiento por metro conociendo el peso nominal en lb/pie (volumen que desaloja x metro)...................................................................................................54

6.11 Número de lindadas por sacar para llenar el pozo............................................54

6.12 Longitud de los Drill collar y número de Drill collar..........................................55

6.13 Punto neutro con un solo diámetro de Drill Collar y con diámetros de Drill Collar combinados........................................................................................................57

6.14 Longitudes de las tuberías en todos lo grado si queremos tener cierto margen de jalón.............................................................................................................58

6.15 Longitud de los dril collar en un pozo direccional............................................59

6.16 Peso real que recibe la barrena en un pozo direccional...................................60

6.17 Peso que debe marca el indicador si requerimos un peso sobre la barrena en un pozo direccional.................................................................................................60

Capítulo 7 Cables de perforación.......................................................................61

7.1 Carga máxima utilizando un cable para perforación tipo boa de 6 x 19 torcido regular derecho.............................................................................................................61

7.2 Número de líneas necesarias para soportar x peso (es decir a cuantas líneas se debe guarnir el block)..............................................................................................61

7.3 Factor de seguridad utilizado en un cable...........................................................62

7.4 Longitud del cable en metros...............................................................................62

7.5 Peso del cable de perforación...............................................................................63

7.6 Toneladas kilómetros en viaje redondo calculando ´´C´´...................................64

Capítulo 8 Pozos direccionales...........................................................................67

8.1 Profundidad vertical verdadera (P.V.V.) en un pozo direccional.......................67

8.2 Desplazamiento en un pozo direccional...............................................................67

Capítulo 9 Desconexión seca..............................................................................68

9.1 Altura de un bache..................................................................................................68

9.2 Volumen de un bache.............................................................................................68

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9.3 Densidad de un bache............................................................................................69

Capitulo 10 Cementaciones.................................................................................70

10.1 Cálculos a realizar para realizar tapón por circulación (TxC)..........................70

Conclusiones........................................................................................................89

Bibliografía............................................................................................................90

Índice de tablas

Tabla 1 Porcentaje de la presión de bombeo según el diámetro de la barrena......................43Tabla 2 Volúmenes del pozo.................................................................................................72Tabla 3 Tabla de características del cable tipo boa serie 6 x 19 en diferentes diámetros con torcido regular derecho con una longitud de 1,500 metros...................................................72Tabla 4 Tabla de factor de flotación.....................................................................................73Tabla 5 Tabla de características de barrenas ticónicas..........................................................73Tabla 6 Tabla de conversión de fracción de pulgada a decimal..........................................74Tabla 7 Especificaciones de los lastra barrenas (Drill Collar)..............................................74Tabla 8 Tabla de cálculos de algunos factores......................................................................75Tabla 9 Margen de jalón cuando se encuentra la sarta armada (tabla).................................75Tabla 10 Área de 1,2 o 3 toberas en 32 avos. (Tabla)...........................................................76Tabla 11 Tuberías utilizadas por perforación PEMEX.........................................................76

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Glosario

Área: Es la medida de todo espacio o extensión ocupada por una superficie.

Barrenas: Es la herramienta de corte localizada en el extremo inferior de la sarta de

perforación utilizada para corta o triturar la formación durante la perforación rotatoria

Bomba de Lodo: Elemento principal del sistema circulatorio del fluido de perforación y/o

de control de pozos, la bomba esta seccionada en dos partes: hidráulica y mecánica.

Bomba Koomey: Es la herramienta que provee la potencia hidráulica suficiente y confiable

para operar el conjunto de preventores y válvulas hidráulicas.

Partes principales de la bomba koomey:

1.- Bomba hidroeléctrica: (fluido y corriente eléctrica) arranca a 2700 psi y para a 3000

psi y funciona como una bomba triple y un motor eléctrico que puede ser de 10, 15 o 20 hp.

1.1. Como se verificar el buen funcionamiento de la bomba hidroeléctrica

1.1.1.-Cerrando el paso de aire de la bomba. Hidroneumática

1.1.2.-Abrir la válvula # 29 para desfogar la presión del múltiple (deberá accionar a 2700

psi y parar 3000 psi).

2.- Bomba hidroneumática: (fluido y aire) arranca 2700 psi y para a 2900 psi, 1psi de aire

la pude convertir a 60 psi de presión, por cada seis minutos una gota de aceite para lubricar

el pistón.

2.1.-) Como verificar el buen funcionamiento de la bomba hidroneumático

2.1.1.- Poner en apagado (off) la bomba hidroeléctrica

2.1.2.- Abrir la válvula # 29 para desfogar la presión del múltiple (deberá accionar a 2700

psi y parar 2900 psi).

3.- Válvulas Ram-lock: 3 pasos (abierto, cerrado y neutral) 4 vías (succión, descarga,

abierta y cerrado), cada una está asignada para un solo preventor o válvula hidráulica

4.- Manómetro del múltiple: rango de operación de 0 a 10000 psi pero lo debemos

mantener en 1500 psi

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5.- Manómetro de acumulador: rango de operación de 0 a 6000 psi y lo debemos mantener

en 3000 psi

6.- Manómetro de esférico anular: rango de operación de 0 a 3000 y lo debemos mantener

de acuerdo a la marca el preventor (camerón 1500 psi, hydrill 1200).

7.- Banco de acumuladores: la precarga debe ser de 1000 psi a 1100 psi con N2 y cada

botella tiene una cámara de neopreno la capacidad de cada botella es de 10 galones de

aceite, 5 útiles y 5 de reserva

7.1.-) Como verificar la precarga del banco de acumuladores:

7.1.1.-Cerrar el paso de aire de la bomba hidroneumática

7.1.2.- Aislar la bomba hidroeléctrica (off)

7.1.3. Abrir válvula # 29 para desfogar la presión del múltiple (aquí la aguja del

manómetro del acumulador bajara lentamente hasta donde este la precarga y al llegar a la

precarga bajara súbitamente a cero)

7.1.4. Accionar la bomba hidroeléctrica

8.-Tanque de almacenamiento: debe contener fluido (aceite mh-150 o mh-220), al estar

desconectada la koomey esta debe tener ¾ de llenado y una vez conectado los preventores,

y válvulas hidráulicas esta trabajara en un ciclo repetitivo deberá tener 1/3 de llenado para

un buen funcionamiento; tiene dos tapones frontales y dos laterales.

9.-Control remoto de la bomba koomey: está instalado en el piso rotaria y es un dispositivo

capaz de abrir o cerrar los preventores y válvulas hidráulicas

9.1.-) Como verificar el funcionamiento del control remoto

9.1.1.-Aislar las dos bombas (hidroeléctrica e hidroneumática)

9.1.2.- Cerrar la válvula # 19 para aislar la bomba hidroeléctrica y el banco de

acumuladores cerrar válvula # 2

9.1.3.-Poner en neutral las válvulas Ram-lock

9.1.4.-Abrir la válvula # 29 para desfogar la presión en el múltiple

9.1.5.-Accionar las válvulas Ram-lock una por una en el control remoto y verificar en la

koomey su funcionamiento

9.1.6.-Restablecer la presión en el múltiple

9.1.7.-Abrir el paso de aire a una sola bomba hidroneumática

9.1.8.-Abrir las válvulas # 19 y # 2

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9.1.9.- Verificar que las válvulas Ram-lock está en posición de abrir

Caídas de Presión: Son las presiones de cada intervalo de TP y anular que sumadas es la

presión de trabajo la cual se refleja en el manómetro del stand pipe.

Carrete de Control: Es el medio por el cual se efectúa la circulación en un control de

pozos.

Carrete Espaciador: Se utiliza para dar una altura adecuada al preventor es decir fuera del

contrapozo.

Ciclo Completo: Es el tiempo que tarda en llegar el fluido desde la boca del pozo pasando

por el interior de la sarta, espacio anular a superficie.

Corona Circular: Es el área comprendida entre dos circunferencias concéntricas

Densidad: Es la masa de un material con relación al volumen que ocupa se mide en gr/cm 3

o lb/gal

Densidad equivalente de circulación: Es la presión necesaria para hacer circular los

fluidos del espacio anular convertida a densidad.

Desgacificador de Vacío: Este accesorio está instalado en la presa de asentamiento de tal

manera que pueda eliminar el gas del lodo contaminado. Para evitar que el lodo con gas

circule nuevamente al interior del pozo.

Dinamómetro: Indicador de apriete cuyos valores están dados en unidades de fuerza (lb ó

kg), pude ser instalado en cualquier tipo de llave de fuerza mecánica sin importar la

longitud del brazo de palanca de la misma; solo se tendrá que hacer una operación

matemática de dividir el apriete en tablas entre el brazo de palanca de la llave.

Drill Collar: Son elementos tubulares utilizados para auxiliar a la tubería de perforación a

darle peso a la barrena durante las operaciones de perforación

Drift:Es el máximo diámetro de paso de un tubo o sea el diámetro máximo de la

herramienta que se puede correr dentro de ese tubo y debe ser ⅛ menor que el diámetro

de la junta.

Ensamble de Estrangulación: Es la herramienta que sirve para facilitar la circulación

desde el conjunto de preventores; bajo una presión controlada. Al efectuarse un control a

presión de fondo constante en caso de un brote, así como dirigir el fluido a un lugar

especifico, (siempre de estar alineado al separador gas- lodo), debe de ser instalado 37 m. A

partir del centro del pozo.

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Esfuerzos a Considerar para Diseñar TP: Tensión, Torsión. Presión interna, Colapso,

Compresión, Esfuerzo Axiales.

Se rigen por las normas A.P.I. (instituto americano del petróleo); y deben cumplir con las

siguientes características: Grado, Medida, Espesor De Pared, Peso, Rango, Clase

Espesor de Pared: Se refiere al espesor de pared de la tubería siendo diferente para cada

peso, a menor espesor de pared menor peso y viceversa.

Estrangulador (choke): Es un elemento que controla el caudal de circulación de los

fluidos. Al restringir el paso del fluido con un orificio, se genera una contrapresión o

fricción extra en el sistema, lo que provee un método de control del caudal de flujo y de la

presión del pozo. Existen tres tipos. (Estranguladores ajustables, estrangulador ajustable

hidráulico y estrangulador variable hidráulico).

Fluidos de Perforación: Consiste en una mezcla de sólidos y líquidos con propiedades

físicas y químicas determinadas que cumplen con las siguientes funciones.

Ejercer una presión hidrostática (Ph) que debe ser igual o ligeramente mayor parar

contrarrestar la presión de formación.

Acarreo de recorte a la superficie.

Suspensión de recorte al detener la circulación.

Enfriamiento y lubricación de la barrena.

Formación de enjarre para evitar derrumbes.

Proporcionar información a través del LWD (toma registros) y MWD (toma rumbo y

ángulo de desvió).

Clasificación de los Fluidos:

Fluido Base Agua.

Fluido Base Aceite.

Fluido Sintético con Polímeros.

Fluidos Airados o Espumados.

Funciones de la Tubería de Revestimiento (TR):

Evitar derrumbes y concavidades.

Prevenir la contaminación de los acuíferos.

Confiar la producción del intervalo seleccionado.

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Dar soporte para la instalación del equipo de control superficial.

Facilitar la instalación del equipo de terminación así como los sistemas artificiales de

producción.

Esfuerzos que deben Soportar la TR:

Presión externa (colapso).

Presión interna (estallamiento)-

Cargas axiales y cargas longitudinales (tensión y comprensión).

Las TR se clasifican en:

Conductora (hasta 250 m).

Superficial (hasta 1000 m).

Intermedia (hasta 4500 m).

Explotación (hasta 7000 m tipo liner con traslapes de 150 a 200 m).

Geología: Es la ciencia que estudia la tierra y su evolución.

Grado de Tubería: Es el esfuerzo mínimo del acero a la Cedencia ó fluencia que en forma

indirecta proporciona la resistencia de una tubería su unidad se da en lb/plg.

Juntas: Es la unión del copleé con el piñón (piñón=macho, copleé=hembra).

Las líneas de control superficie se dividen:

De Estrangular Primaria (Carrete de Control – Ensamble).

De Estrangular Secundaria (Cabezal – Ensamble).

De Matar Primaria (Ensamble – Carrete De Control).

De Matar Secundaria (Ensamble – Cabezal).

Las tuberías que se deben utilizar son multi van de 3 ½ de 12.7 lb/pie; L-80 y N-80 por su

alta resistencia a la presión interna.

Llaves de Fuerza:

1) Súper C Rango de Torque 35 000 lb/pie Rango de Agarre 2 3/8 A 10 ¾

2) Súper B Rango de Torque 55 000 lb/pie Rango de Agarre 3 1/2 A 13 3/8

3) Súper Sdd Rango de Torque 100 000 lb/pie Rango de Agarre 4 A 17

Martillo: Es una herramienta de percusión que nos sirve para golpear en un atrapamiento o

pegadura de la sarta de perforación y se coloca entre los Drill collar y Heavy Weight.

Molinos: Son herramientas de una sola pieza hecha de aleación de acero y una conexión

piñón en la parte superior y sirve para moler pedazo de fierro que se dejo dentro del pozo.

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Origen del Petróleo: Teoría inorgánica y teoría orgánica.

Teoría inorgánica: sostiene que el aceite se formo por procesos volcánicos y químicos en

la profundidad de la corteza terrestre, desplazándose, y posteriormente a través de la rocas

porosas hasta acumularse en trampas naturales.

Teoría orgánicas: Es la más aceptada por los científicos, esta afirma que el carbón e

hidrogeno que forman el petróleo, provienen de restos de plantas y animales acumulados a

través del tiempo geológico. A medida que se acomodaron los sedimentos la acción de las

bacterias junto con las condiciones de presión y temperatura dieron lugar a la formación de

los hidrocarburos.

Peso Ajustado: Es el peso del tubo incluyendo la caja y el piñón.

Peso Nominal: Es el peso del tubo en la parte lisa sus unidades son lb/pie.

Presión: Es la fuerza ejercida perpendicularmente sobre un área y puede ser ejercida por el

peso de un sólido o por una columna de fluido.

Presión de Formación: Es la presión de los fluidos contenido en los espacios porosos de la

roca y se clasifican:

Presiones normales: Los pozos con estas presiones no crean problemas y se pueden

controlar con densidades de 1 a 1.07 gr/cm3.

Presiones anormales: Son mayores que la Ph de los fluidos de formación y se pueden

controlar con densidades de 1.07 a 2.42 gr/cm3.

Presiones subnormales: cuando son menores a la normal es decir a la Ph de la columna de

fluidos de formación y se pueden controlar con densidades menores de 1.

Presión de Fractura: Es la fuerza por unidad de área necesaria para vencer la presión de

formación y la resistencia de la roca, la cual puede originar una falla mecánica que se

presente con la pérdida del fluido hacia la fractura o hacia la formación.

Presión de Sobrecarga: Es la presión ejercida por el peso combinado de la matriz de la

roca y los fluidos contenidos en los espacios porosos de la misma sobre las formaciones

subyacentes.

Presión de Fondo: Cuando se perfora un pozo la presión del fluido de perforación se

ejerce sobre los costados del pozo y la mayor Ph se presenta en el fondo el agujero, sin

embargo la presión al circular el lodo por el espacio anular también actúa sobre las paredes

del agujero. Esta presión debido a las perdidas por fricción pocas veces excede los 14

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kg/cm, pero en otras ocasiones adicionales se originan por la contrapresión del lodo del

espacio anular o por el movimiento de tubería causada por sondeo o pistoneo, por lo que la

presión total del fondo de un pozo de acuerdo al evento puede llegar a ser la suma de los

cuatro conceptos siguientes:

Presión de fondo= Ph + (Pctp ó Pctr)+fricción + /- pistoneo o sondeo.

Presión Hidrostática: Es la fuerza ejercida por el peso de una columna de fluido sobre un

área se dice que debe ser mayor o igual a la presión de formación.

Preventor Anular: Es un preventor que como características puede cerrar en cualquier

medida o de geometría de la herramienta que se esté utilizando.

Preventor Doble: En la parte superior se utilizan arietes de TP fijos o variables, en la parte

inferior van arietes ciegos o ciegos de corte.

Preventor Sencillo de Ariete: Es el medio por el cual podemos cerrar el espacio anular en

caso de un brote. (Para la TP de mayor diámetro y son de tipo u).

Principio de Arquímedes: Es la ley física que establece que cuando un objeto se sumerge

total o parcialmente en un liquido este experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del

liquido desalojado, el concepto clave de este principio es el empuje que es la fuerza que

actúa hacia arriba reduciendo el peso aparente del objeto, cuando este se encuentra dentro

del fluido.

Prueba de Goteo: Se realiza con la finalidad de proporcionar con precisión el gradiente de

fractura de la formación y así definir la máxima presión permisible en el pozo cuando

ocurre un brote, determinar la densidad máxima del fluido de control a usarse en esa etapa,

así como el asentamiento subsecuentes de las tuberías de revestimiento, la razón

fundamental de esta prueba es encontrar la presión a la cual la formación inicia a admitir

fluido de control sin provocar fracturamiento de la formación.

Punto Neutro: Es la parte de la sarta en la que no hay tensión ni compresión y se

recomienda que deba estar en los Drill collar.

Registros Eléctricos: Para determinar algunas características de la formación el subsuelo

es necesario llevar a cabo la toma de registros. Para esto se utiliza una unidad móvil (o

estacionaria en costa fuera) que contienen un sistema computarizado par la obtención y

procesamiento de datos. También cuenta con el envió de potencia y señales de comando

(instrucciones) a un equipo que se baja al fondo por medio de un cable electromecánico. El

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registro se obtiene al hacer pasar los sensores de la sonda enfrente de la formación,

moviendo la herramienta lentamente con el cable.

Dentro de los objetivos de los registros eléctricos podemos mencionar:

Determinación de las características de la formación:

1.- Porosidad, saturación de agua, hidrocarburos, densidad.

2.- Delimitación (cambios) de litología.

3.- Desviación y rumbo del agujero.

4.- Medición del diámetro del agujero.

5.- Dirección del echado de formación.

6.- Evaluación de la cementación.

7.- Condiciones mecánicas de la TR.

Registros en agujero descubierto:

1.- Inducción.

2.- Doble laterolog.

Tipos de herramientas:

El equipo de fondo consta básicamente de la sonda. Este es el elemento los sensores y el

cartucho electrónico. Las sondas se clasifican en función de su fuente de medida en:

Resistivas (fuente: corriente eléctrica).

Registro de inducción.

Registro de doble inducción.

Registro de doble laterolog.

Registro micro esférico.

Registro de medición de hechados.

Registro de micro imágenes resistivas.

Deformación.

Porosidad (fuente: capsula radiactivas).

Registro Neutrón-Compensado.

Registro Litodensidad Compensada.

Registro Espectrocopias de Rayos.

Gamma.

Registro Rayos Gamma Naturales.

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Sónicas (fuente: emisor de sonido).

Registro sónico de porosidad.

Registro sónico dipolar de imágenes.

Registro imágenes ultrasónicas.

Sarta de Perforación: Es una columna de herramientas tubulares de diferentes diámetros y

longitudes con conexiones roscadas y enlazadas entre si, por medio de estas, que se

conectan a un diseño previamente calculado; y se van agregando a medida que se avanza en

la perforación, hasta alcanzar la profundidad programada para explotar el yacimiento.

Separado Gas-Lodo: Los separadores gas-lodo son por lo general la primera línea de

defensa contra el gas en el lugar del equipo. Es un recipiente simple con aberturas

conectado al ensamble de estrangulación justo antes de la entrada de fluido a la presa.

Sistemas que Componen un Equipo:

Sistema de Potencia.

Sistema Hidráulico.

Sistema de Izaje.

Sistema Estructural.

Sistema de Comunicación.

Sistema de Conexiones Superficiales.

Tiempo de atraso: Es el tiempo que tarda en llegar el fluido de la punta de barrena a

superficie en el espacio anular.

Tipos de Cabezales:

Primario.

Roscable.

Soldable.

Bridado.

Acuñado.

Carrete Cabezal.

Cabezal de Producción.

Tipos de Empujes: Son tres empuje volumétrico, empuje hidráulico y empuje mixto.

Tipos de Rocas: Son tres rocas ígneas, rocas sedimentarias y rocas metamórficas.

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Rocas ígneas: Por el enfriamiento de la tierra, la materia en estado de fusión dio el origen

a estas rocas.

Rocas sedimentarias: son aquellas formadas a partir de fragmentos o material clástico,

compuesta por partículas de minerales o de otras rocas que ya existían previamente.

Rocas metamórficas: son rocas que reaccionan por influencia de presión tracción por

movimientos telúricos y elevadas temperaturas con cambios en su estructura y composición

mineral con lo cual llegan a transformarse en nuevo tipos de rocas.

Tipos de Trampa:

Trampas Estructurales.

Trampa Por Falla.

Trampas Anticlinales.

Trampa de Domo.

Salino.

Trampas estratigráficas.

Trampa de cuña.

Trampa de cuña por Cambio de Porosidad.

Torque: Es la medida del apriete aplicado a la unión de una junta de herramientas

tubulares al momento de enroscarse.

Torquimetro: Es la herramienta que nos sirve para indicarnos el apriete de una tubería y

que solo puede ser instalado en la llave que traiga especificada en la caratula, en el se le

debe dar el apriete que trae las tablas.

Tubería de Perforación: Es un tubo hueco de acero con una geometría definida por el

diámetro y el espesor del cuerpo que lo conforma, proporciona el medio para circular el

fluido de control y transmitir la potencia hidráulica de la barrena; la diferencia entre una y

otra es:

Su construcción.

Su grado de acero.

Su longitud.

Su conexión ó junta.

Tubería Extra Pesada (Heavy Weight): Se utiliza como auxiliar entre la tubería de

perforación y los Drill collar con esto se evita la fatiga de los tubos durante la perforación.

14

Page 15: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

Válvula de Seguridad de la Bomba de Lodos: Se utiliza para descargar cualquier

represionamiento de la bomba y se calibra 10% arriba de la presión de operación máxima

permisible de la camisa.

Viscosidad: Es el tiempo que tarda un litro en fluir en segundos march y se mide con un

embudo march.

Yacimiento: Es una roca porosa, permeable que puede almacenar hidrocarburos, agua

salada y en ocasiones agua dulce (la etapa productora se encuentra en la caliza)

Clasificación de yacimientos:

1.- Por el tipo de empuje.

2.- Por el tipo de roca almacenadora.

3.- Por el tipo de trampa estratigráfica.

4.- Por el tipo de fluidos almacenados.

15

Page 16: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

Introducción

Este formulario tiene la finalidad de dar una herramienta para apoyar las actividades en la

industria petrolera, en los aspectos de la ingeniería civil, en específico en las ramas de

perforación de pozos, reparación y terminación para su entrega a producción; el formulario

está redactado de una forma que sea entendido por las diferentes personas involucradas en

las operaciones en el campo y oficina.

La presentación de las fórmulas, tablas y conceptos contenida en este formulario, es el

resultado de condensar y reunir material de diferentes autores, de la experiencia del autor y

de su evaluación por los usuarios.

En la perforación de pozos petroleros, es necesario analizar los problemas de una manera

lógica y sencilla para aplicar una solución con pocos principios básicos pero bien definidos

y resolver problemas que se presenten en forma rápida y precisa. El enfoque principal de

este trabajo consiste en dar aplicaciones prácticas y dar a conocer los conceptos de la

perforación más relevantes.

Se podría criticar que algunas de las fórmulas de este compendio son muy sencillas, como

en el capítulo 1 y capítulo 2, pero recordemos que el manual es para ponerlo en práctica en

el campo con personal que no tiene los estudios o que estudió hace mucho tiempo y no

volvió a repasar las fórmulas más elementales de la geometría.

En el capítulo 3 se ven las fórmulas empleadas sobre los fluidos de perforación que se

utilizan en los pozos, así como velocidades, gastos y presiones de dichos fluidos.

En el capítulo 4 las densidades, en el cinco las presiones usadas y el seis se especializa en la

sarta de perforación. El capítulo siete atiende el cable de perforación, el ocho los pozos

direccionales y el nueve la desconexión seca. Por último el capítulo diez las cementaciones.

Al término se llegan las conclusiones de la aplicación de este manual en la vida profesional.

16

Page 17: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

Objetivo

Dar a conocer de forma explícita a todos los sujetos involucrados con la perforación,

reparación y mantenimiento de pozos petroleros, las Fórmulas y Conceptos para el

desarrollo de sus actividades diarias.

Dado que la mayoría de los trabajadores del campo obtienen sus conocimientos de forma

empírica a través del tiempo; se puede decir que dicho formulario es una herramienta de

apoyo para mejorar y concienciar de manera clara y sencilla a cada uno de ellos.

17

Page 18: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

Capítulo 1 Áreas

1.1 Área de un rectángulo

Fórmula:

A= (L) (H)

Donde:

A= Área en (m2, cm2, plg2)

L= Largo

H= Altura

Ejemplo:

Calcular el área de un rectángulo que

tiene las siguientes medidas largo= 6 m,

ancho= 3 m

Sustituyendo los valores en la fórmula

A= (6 m) (3 m)

A = 18 m2

1.2 Área de un cuadrado

Fórmula:

A= (L) (L)

Donde:

A= Área en (m2, cm2, plg2)

L= Lado

Ejemplo:

Calcular el área de un cuadrado que tiene

una longitud = 5 m.

Sustituyendo los valores en la fórmula

A= (5 m) (5 m)

A = 25 m2

18

Page 19: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

1.3 Área de un círculo

Fórmula:

A=( ( PI ) ( D2 )4 )

A= (0.7854) (D2) Comprimida

D= 12 plg.

Donde:

A= Área en (m2, cm2, plg2)

PI= 3.1416

D= Diámetro

4 = Constante

0.7854 = Constante

Ejemplo:

Calcular el área de un circulo cuyo

diámetro = 12 plg.

Sustituyendo valores en la fórmula

A=( (3 .1416 ) (122)4 )

A = 113 plg2

Nota: Se pueden utilizar las dos fórmulas

1.4 Área transversal (corona

circular) de un tubería nueva

Fórmula:

A=(PI4 ) ( D2−d2)

A=(0 .7854 ) ( D2−d2)Donde:

A= Área en (m2, cm2, plg2)

PI = 3.1416

4 = Constante

D = Diámetro exterior de la TP, TR o DC

d=Diámetro interior de la TP, TR o DC

Ejemplo:

Calcular el área transversal de una corona

circular de una tubería nueva que tiene los

siguiente diámetros D= 5 plg. d = 4.276

plg.

Sustituyendo los valores en la fórmula

A=( 3 .14164 )( 52− 4 .2162)

A = 5.27 plg2

Nota: Se pueden utilizar las dos fórmulas

19

Page 20: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

1.5 Área transversal (corona

circular) de un tubería Premium

Fórmula:

Corona Circular.

A=(PI4 ) [ (80%D2+20%d2)−( d2) ]

A=(0 .7854 ) [ (80 %D2+20 %d2)−(d2 ) ]Donde:

A=Área corona circular en (m2, cm2,

plg2)

PI = 3.1416

4 = Constante

D = Diámetro exterior de la TP, TR o

Drill Collar

d = Diámetro interior de la TP, TR o Drill

Collar

Ejemplo:

Calcular el área transversal de una corona

circular de una tubería Premium que tiene

los siguientes diámetros

D = 5 plg.

d = 4.276 plg

Sustituyendo los valores en la fórmula

A=( 3 .14164 ) [ (80%52+20%4.2762)−( 4 .2762 ) ]

A = 4.21 plg2

Nota: se pueden utilizar las dos fórmulas

20

Page 21: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

Capitulo 2 Volúmenes

2.1 Volumen total de una presa

Fórmula:

V= (L) (A) (H)

Donde:

V= Volumen en m3

L=Largo

A= Ancho

H= Altura

Largo=11.00 m

Ancho= 2.00 m

H= 2.15 m

Ejemplo

Calcular el volumen de la presa con los

datos anteriores

Sustituyendo los valores en la fórmula

V= (11.00 m) (2.00 m) (2.15 m)

V = 47.30 m3

2.2 Volumen de un fluido en una

presa

Fórmula:

Volumen de fluido = (L) (A) (Hf)

Donde:

Volumen de fluido en m3

L=Largo

A=Ancho

H=Altura de la presa

Hf= Altura del fluido

H = 2.15 m

Hf = 1.80 m

A = 2.00 m

L = 11.00 m

Ejemplo:

Calcular el volumen de fluido de la presa

con los datos anteriores

Sustituyendo los valores en la fórmula

Volumen de fluido= (11.00 m) (2.00 m)

(1.80 m)

Volumen del fluido = 39.60 m3

21

Page 22: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

2.3 Volumen por centímetro

(factor de una presa)

Fórmula:

Volumen x cm en m3= ( Volumen totalAlturatotal encm . )

Ejemplo:

Calcular la capacidad por cada cm en l

apresa con los siguientes datos

Volumen total de la presa = 47.30 m2

Altura total de la presa = (2.15 m) (100

cm/m) = 215 cm

Sustituyendo los valores en la fórmula

Capacidad por cm en m3=(47 .30 m3

215 cm )

Capacidad por centímetro en m3 = 0.22

m3 /cm

Capacidad por cm en litros = (capacidad

por cm en m3) (1000)

Capacidad por cm en litros = (0.22 m3)

(1000)

Capacidad por centímetro en litros = 220

lts/cm

2.4 Volumen de un cilindro

circular recto horizontal

Fórmula:

V = (PI) (r2) (L)

Donde:

V= Volumen en m3

PI = 3.1416

r2 = Radio al cuadrado

L = Largo

Ejemplo:

Calcular el volumen de un cilindro

circular recto horizontal con los

siguientes datos:

Largo = 6 m

Diámetro = 1.80 m

R=( Diametro2 )=( 1. 80

2 ) = 0.90

Sustituyendo los valores en la fórmula:

V = (3.1416) (0.90)2(6)

V = 15.26 m3

22

Page 23: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

2.5 Volumen de un cilindro

circular recto horizontal

parcialmente lleno

Fórmula:

V=((1 .33 ) ( H 2) ( L )√ [( DH )−0 . 608])

Donde:

V= Volumen en m3

1.33 = Constante

0.608 = Constante

L = Largo

H = Altura del fluido

D = Diámetro

Ejemplo:

Calcular el volumen de un cilindro

circular recto horizontal parcialmente

lleno con los siguientes datos:

Largo = 6 m

Diámetro = 1.80 m

Altura del fluido = 1.20 m

Sustituyendo los valores en la fórmula:

V=((1 .33 ) (1 . 22) (6 ) √[( 1 .81 . 2 )−0 .608])

V=( (1.33 ) (1 .22 ) (6 ) √ (1 . 5−0 . 608 ) )

V = 10.80 m3

2.6 Volumen de un cuerpo

elíptico

Fórmula:

V = (PI) (a) (b) (L)

Donde:

V= Volumen en m3

PI = 3.1416

a = Semi eje mayor n metros.

b = Semi eje menor en metros.

L = Largo en metros.

Ejemplo:

Determine el volumen del tanque elíptico

con los siguientes datos:

a = 1.20 m

b = 0.80 m

L = 5.5 m

Sustituyendo los valores en la fórmula

V = (3.1416) (1.2 m) (0.80 m) (5.5 m)

V = 16.58 m3

23

Page 24: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

2.7 Capacidad interior de un

cilindro circular recto

Fórmula: CI = 0.5067 x Di2

Donde:

CI = Capacidad interior en litros x metros

0.5067 = Constante

Di = Diámetro interior de la tubería

Ejemplo:

Calcular la capacidad interior de una

tubería de perforación de 5 plg. 19.5

lb/pie

Sustituyendo los valores en la fórmula

D1 = 4.276 plg

CI= (0.5067) (Di2)

CI= (0.5067) (4.2762)

CI = 9.26 lts /m

2.8 Capacidad interior en una

longitud

Fórmula:

Volumen interior de la sarta = (CI)

(Longitud)

Donde:

Volumen interior de la sarta en litros

CI = capacidad interior en litros x metros

Longitud en metros

Ejemplo:

Calcular el volumen en la sarta que se

muestra en el siguiente estado mecánico

Paso No. 1

Calcular la capacidad interior de las 4

tuberías

CI 1 = (0.5067) (4.2762) = 9.26 lts /m

CI 2 = (0.5067) (32) = 4.56 lts /m

CI 3 = (0.5067) (2) = 4.00 lts /m

CI 4 = (0.5067) (32) = 4.56 lts /m

Paso No. 2

24

1.- TP 5” 19.5 lb/pie grado °E Longitud 2100 metros2.- Heavy Weight 50 lb/pie Longitud 110 metros3.- DRILL COLLAR 8 x 2 13/16 Longitud 60 metros4.- Hta.-9 ½ x 3 Longitud 30 metrosBarrena 17 ½

Page 25: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

Multiplicar la CI x la longitud de cada

tubería

Volumen interior 1 = (9.26 lts /m) (2100

m) = 19,446 lts

Volumen interior 2= (4.56 lts /m) (110 m)

= 501.60 lts

Volumen interior 3 = (4.00 lts /m) (60 m)

= 240.00 lts

Volumen interior 4 = (4.56 lts/m) (30 m)

= 136.80 lts

Volumen total de la sarta = ¿∑V 1 ¿V 4 ¿¿∑ ¿

Volumen interior total de la sarta =

20,324.40 lts

2.9 Volumen en espacio anular

Fórmula:

CA = (0 . 5067 ) ( D2−d2)Donde:

CA = Capacidad anular en litros x metros

0.5067 = Constante

D = Diámetro interior de TR o barrena en

plg.

d = Diámetro exterior de TP en plg.

Ejemplo:

Calcular la capacidad anular de una

tubería de perforación con los siguientes

datos

D=6.004 plg.

d = 3.5 plg

Sustituyendo los valores en la fórmula

CA = (0 . 5067 ) (6 .0042−3 .52)CA = 12.05 lts /m

25

Page 26: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

2.10 Volumen anular en una

longitud

Fórmula:

Volumen anular = (CA) (Longitud)

Donde:

CA = Capacidad anular en litros x metros

Longitud en metros

Ejemplo: Calcular el volumen del espacio

anular del siguiente estado mecánico

CA 5 = (0.5067) (17.52– 92) = 109.44

lts /m

CA 6 = (0.5067) (17.52– 82) = 122.74

lts /m

CA 7 = (0.5067) (17.52– 52) = 142.50

lts /m

CA 8 = (0.5067) (17.52– 52) = 142.50

lts /m

CA 9 = (0.5067) (19.1242– 52) = 172.64

lts /m

VA 5 = (109.44 lts /m) (30 m) = 3,283.20

lts

VA 6 = (122.74 lts /m) (60 m) = 73,644

lts

VA 7 = (142.50 lts /m) (110 m) = 15,675

lts

VA 8 = (142.50 lts /m) (1,250 m) =

178,125 lts

VA 9 = (172.64 lts /m) (850 m) = 146,744

lts

VA total = ¿∑VA 5 ¿VA 9 ¿¿∑ ¿

VA = 351,191.60 l

2.11 Volumen de un pozo en

litros

Fórmula:

Volumen total = Volumen en TP +

Volumen en espacio anular

Donde

Volumen total en litros.

Volumen en TP en litros

Volumen en espacio anular en litros

Ejemplo:

Calcular el volumen total del pozo

tomando en cuenta los estados mecánicos

26

1.-TP 5” 19.5 b/pie °E longitud 2100 metros2.- HEAVY WEIGHT 50 lb/pie Longitud 110 metros3. - Drill Collar 8 x 2 3/16 Longitud 60 metros4.-Drill Collar 9 ½ x 3 Longitud de 30 metrosTR 20 plg 84 lb/pie di=19.124 pProfundidad de la zapata 850 Metros Barrena 17 ½

Page 27: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

anteriores es decir vol. de TP = 20,324 lts

y Va 351,191.60 lts

Sustituyendo los valores en la fórmula

Volumen total = 20,324.40 lts +

351,191.60 lts

Volumen total del pozo = 371,516 lts

Nota: el volumen total puede ser en m3 o l

2.12 Incremento de volumen si

conocemos el peso total del

material agregado para

Densificar un fluido en

toneladas

Fórmula:

IV =( PaDa )

Donde:

IV = Incremento volumen en de m3

Pa = peso del material agregado en

toneladas

Da = densidad del material densificante

en gr/cm3

Ejemplo:

Calcular el incremento de volumen que

genera 54.72 Ton de barita que se utilizo

para densificar de 1.50 gr/cm3 a 1.65

gr/cm3 tomando en cuenta una densidad

de la barita de 4.86 gr/cm3

Sustituyendo los valores en la fórmula

IV =

54 . 72Ton

4 .86 Ton /m3

IV = 11.25 m3

27

Page 28: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

Capítulo 3 Hidráulica

3.1 Gasto por una embolada de

una bomba triple de simple

acción en litros

Fórmula:

Eficiencia = ( D2 ) ( L ) (0 .0386 )

Donde:

Eficiencia = Eficiencia en litros x

emboladas

D = Diámetro de la camisa en plg

L = Longitud de la carrera en plg

0.0386 = Factor (Sistema métrico)

Ejemplo:

Calcular la eficiencia de la bomba IDECO

1300 de (6.5 plg) (12 plg)

Sustituyendo en la fórmula

Eficiencia = 6.52 x 12 x 0.0386

Eficiencia = 19.57 lts /embolada al 100 %

Nota: la eficiencia nunca es al 100 %

3.2 Gasto por una embolada de

una bomba triple de simple

acción de en galones

Fórmula:

Eficiencia= (Eficiencia en galones)

(emboladas)

d = Diámetro de la camisa en plg.

L = Longitud de la carrera en plg.

0.0102 = constante (Sistema ingles)

Ejemplo:

Calcular la eficiencia de una bomba

IDECO 1300 de (6.5 plg) (12 plg)

Sustituyendo los valores en la fórmula

Eficiencia = (6 .52 ) (12 ) (0 .0102 )

Eficiencia = 5.17 galones/min al 100 %

3.3 Gasto por número de

emboladas en una bomba triple

de simple acción en Litros o

Galones x minuto

Fórmula:

Gasto

Q= (Eficiencia ) ( Número de emboladas)

Donde:

Gasto= Q en lts/min y/o galones/min

28

Page 29: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

Eficiencia en lts /embolada y/o

galones/embolada

Número de emboladas por minuto

Ejemplo:

Calcular el gasto de una bomba IDECO

1300 si se tiene una eficiencia de 19.57

lts/embolada, Y una eficiencia de 5.17

galones/embolada con un número de

emboladas de 80 emboladas/minuto.

Sustituyendo los valores en la fórmula

Gasto = Q = (19.57 lts/embolada) (80

emboladas/min)

Gasto = (Q) = 1,565.60 lts/min al 100 %

Q = (1565 lts/min al 100 %3 .785 lts/gal )

Q = 413.60 galones/min al 100 %

Nota: El gasto nunca es al 100 %

Q = 1,565.60 lts/min al 100 %

3.4 Tiempo de llenado de una

presa, la sarta o el pozo en

minutos

Fórmula:

Tiempo de llenado = (volumen en lts .gasto lts . /min . )

Ejemplo:

Calcular el tiempo de llenado de una

presa de 57,436 lts de la sarta del estado

mecánico anterior del pozo tomando en

cuenta los dos estados mecánicos anterior

Con un gasto de 1,565.60 lts /min

Sustituyendo los valores en la fórmula

Tiempo de llenado =(57,436 lts .1,565 .60 lts . /min . )

Tiempo de llenado = 36.38 min

Sustituyendo los valores en la fórmula

Tiempo de llenado =(20,324 .4 lts .1,565 .60 lts . /min . )

Tiempo de llenado = 12.98 min

Sustituyendo los valores en la fórmula

Tiempo de llenado =(351,191. 6 lts .1,565 .60 lts . /min . )

Tiempo de llenado = 224.31 min

Nota: el volumen y el gasto deben de

tener las mismas unidades

3.5 Tiempo de atraso en minutos

Fórmula:

Tiempo de atraso =(volumen en anular gasto de la bomba )

Donde:

Tiempo de atraso en minutos

Volumen anular en lts

Gasto de bomba en lts/min

Ejemplo:

29

Page 30: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

Calcular el tiempo de atraso si se tiene un

volumen anular de 351,191.60 lts y un

gasto de bomba de 3,063 lts/min

Sustituyendo los valores en la fórmula:

Tiempo de atraso = (351,191 . 60 lts 3,063 lts/min . )

Tiempo de atraso = 114 min

3.6 Ciclo completo en minutos

Fórmula:

Ciclo completo =(volumen total en lts .Gasto de la bomba en lts/min )

Donde:

Ciclo completo en minutos

Volumen total = Vol. anular + Vol. tp en ltsGa

sto de la bomba = (eficiencia) (número de

emboladas en lts /min

Ejemplo:

Si se tiene un volumen anular de

351,191.60 lts, volumen en TP =

203,24.40 lts y un gasto de 3,063 lts/min

Calcular el ciclo completo

Sustituyendo los valores en la fórmula

Volumen total = 351,191.60 lts +

203,24.40 lts

Volumen total del pozo = 371,486 lts

Ciclo completo = (371,486 lts .3,063 lts/min. )

Ciclo completo = 121.29 min

3.7 Número de emboladas para

llenar la sarta

Fórmula:

No . Emboladas =(volumen en tp eficiencia de la bomba )

Ejemplo:

Calcular el número de emboladas si se

quiere llenar una sarta que tiene un

volumen de 15218.46 lts y una eficiencia

de la bomba de 15 lts/min.

Sustituyendo los valores en la fórmula

Número de emboladas = (15,218 . 46 lts .15 lts . /min )

Número de emboladas = 1,015 emboladas

3.8 Número de emboladas para

llenar el pozo

Fórmula:

No . emboladas = (volumen total eficiencia de la bomba )

Ejemplo:

Calcular el número de emboladas si se

tiene un volumen de TP = 50,000 lts y un

30

Page 31: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

volumen anular de 80,000 lts. Así como

una eficiencia de 15 lts/embolada

Sustituyendo los valores en la fórmula

Vol. total = Volumen de TP + Volumen

anular.

Número de emboladas = (130,000 lts .15 lts . /min )

Número de emboladas = 8,667 emboladas

3.9 Gasto mínimo, optimo y

máximo de una barrena

tricónica (empírica).

Fórmula:

Qmin = [ (30 galones ) (Diametro de la barrena ) ]Qopt = [ (40 galones ) (Diametro de la barrena ) ]Qmáx.= [ (50 galones ) (Diametro de la barrena ) ]Ejemplo:

Calcular el Qmin, Qopt y Qmáx de una

barrena tricónica de 26 plg de diámetro

Qmin = [ (30 galones ) (26 plg ) ]Qmin =780 galones

Qopt = [ (40 galones ) (26 plg ) ] Qopt = 1,040 galones

Qmax = [ (50 galones ) (26 plg ) ]Qmax = 1,300 galones

Con los gastos calculados hay que sacar

la eficiencia de la bomba en galones para

saber el número de emboladas

Es decir:

Si tenemos una bomba de 7 x 12 al 90 %

Eficiencia = ( D2 ) ( L ) ( 0 . 0102 ) (0 .90 )

Eficiencia = (72 ) (12 ) (0 . 0102 ) (0 . 90 )

Eficiencia = 5.39 galones/emboladas

Ya calculada la eficiencia de la bomba

calculamos el número de emboladas

Fórmula:

Número de emboladas =( GastoEficiencia )

Número de emboladas Qmin = (780 gal5 .39 gal/emb )

Número de emboladas Qmin = 145

emboladas

Número de emboladas Qopt = (1040 gal5 .39 gal/emb )

Número de emboladas Qopt = 192

emboladas

Número de emboladas Qmáx =

Número de emboladas Qmáx = (1300 gal5 . 39 gal/emb )

Número de emboladas Qmáx = 241

emboladas

Nota: en este caso se debe tomar el gasto

mínimo ya que el máximo número de

emboladas por bomba es de 100

emboladas por minuto al 100 % si

31

Page 32: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

utilizamos las bombas a su máxima

capacidad estaríamos fatigando las

mismas y las EMD

3.10 Velocidad anular (va) en pie

/min)

Fórmula:

VA = ( (24 .51 ) (Q )D2 -d2 )

Donde:

24.51 = Constante

Q = Gasto en gal

D = Diámetro de barrena O agujero

d = Diámetro exterior de TP

Ejemplo:

Calcular la velocidad anular si tenemos

una TR de 7 plg Di= 6.004 plg. Con una

TP de 5 plg. 19.5 lb/pie y utilizando un

gasto 280.5 gal/min

Sustituyendo los valores en la fórmula

VA = ( (24 .51 ) (280. 5 )6 . 0042 -52 )

VA = 622.28 pie/min

VA = (622.28 pie/min) (0.3048)

VA = 189.67 m/min

Nota: el diámetro (D) debe ser el mayor

del estado mecánico y el diámetro (d) será

el de la TP

3.11 Velocidad anular óptima

(vao) en pie/min

Fórmula:

VAO = (1416Dl-Da )

Donde:

1,416 = Constante

Vao = Velocidad anular

De = Densidad de fluido

Da = Diámetro del agujero

Ejemplo:

Diámetro de TR 5 7/8 y una densidad de

1.25 gr/cm3

Sustituyendo los valores en la fórmula

VAO = (14161 .25 pg-5 . 875 pg )

VAO = 192.81 pie/min

Nota 1: el diámetro (D) debe ser el mayor

del estado mecánico y el diámetro (d) será

el de la TP

Nota 2: si la velocidad anular óptima es

mayor que la velocidad anular de trabajo

hay que reducir el diámetro de las toberas,

aumentar el gasto o checar las

propiedades

32

Page 33: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

3.12 Tiempo de atraso utilizando

la velocidad anular

Fórmula:

Tiempo de atraso = (Profundidad en piesVA pie/minuto )

Ejemplo:

Calcular el tiempo de atraso si tenemos

una profundidad de 14,497.60 pie y una

va= 370.38 pie/min

Sustituyendo los valores en la fórmula

Tiempo de atraso= (14497 .60 pie370 .14 pie/min )

Tiempo de atraso= 39.14 min

3.13 Índice de energía

hidráulica (índice de limpieza)

Fórmula:

IEHP =( ( ΔP ) (Q )

(1714 ) ( AREAagujero) )Donde:

IEHP = Índice de energía hidráulica en

Hp/plg2

∆P = Caída de presión en las toberas en

psi

Q = Gasto de en gal/min

1714 = Constante

H.P. Caballos de Fuerza

Ejemplo:

Calcular la caída de presión si tenemos

barrena de 17 ½ y un gasto de 700

gal/min y 3 toberas de 15/32 (No. 15),

densidad del lodo de 1.54 gr/cm3

Paso No. 1

Calcular el área de toberas

Área de toberas = (0.7854) (D)2 X

(Número de toberas)

Sustituyendo los valores en la fórmula

Áreadet obera=( 0. 7854 )(1532 )

2

(3 )

Área de toberas = 0.518 plg2

Paso No. 2

Calcular el área del agujero

Área de agujero = (0.7854)(D)2

Sustituyendo los valores en la fórmula

Área de agujero =(0 .7854 ) (17 .5 )2

Área de agujero = 240.5 plg2

Paso No. 3

Convertir la densidad de gr/cm3 a lb/gal

(1.54 gr/cm3) (8.33) = 12.83 lb/ gal

Paso No. 4

Calcular la caída de presión en las toberas

33

Page 34: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

3.14 Caída de presión en las

toberas

Fórmula:

∆P = ( ( Dl ) (Q2)

(10 , 858 ) ( Area de tob eras2) )Donde:

∆P = Caída de presión en toberas en psi

DL=Densidad en lb / gal

Q = Gasto de la bomba en gal / min

10,858 = Constante

Sustituyendo los valores en la fórmula

Δ P =( (12 .83 ) (7002)(10 , 858 ) (0 .5182) )

∆P = 2,158 psi

Si la densidad esta en gr/cm3 entonces

debemos utilizar la siguiente fórmula

Fórmula:

Δ P = ( ( Dl ) (Q2)(1 ,303 . 4 ) ( Area de toberas2) )

Donde:

∆P = Caída de presión en toberas en psi

DL=Densidad en gr/cm3

Q = Gasto de la bomba en gal / min

1303.4 = Constante

Sustituyendo los valores en la fórmula

Δ P = ( (1.54 ) (7002)(1 ,303 . 4 ) ( 0 .5182) )

∆P = 2,158 psi

Como se puede observar con las dos

fórmulas obtenemos el mismo resultado

Sustituyendo los valores en la fórmula de

IEHP = ( (2158 psi ) (700 Gal /Min )(1714 ) (240 .5 Pg ) )

IEHP = 3.66 hp/plg2

NOTA: el rango es de 2.5 a 5 hp/plg2 si se

sale fuera de rango hay que reducir

(menor de 2.5) o aumentar (mayor de 5)

el área de las toberas según sea el caso

3.15 Caída de presión en el

interior de la sarta y espacio

anular en flujo laminar (Preston

Imoore)

Fórmula:

Δ PTP ( (92. 8 ) (10-5 ) (Dl ) (Q1. 86 ) ( L )d4 . 86 )

Donde:

∆PTP = Caída de presión en la TP en

kg/cm2

Q = Gasto de la bomba en gal/min

Dl = Densidad de lodo en gr/cm3

L = Longitud de la TP en metros

d = Diámetro interior de la TP en cm

Constantes = 92.8, 10 -5 4.86 y 1.86

3 toberas de 15 / 32

Ejemplo:

34

Page 35: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

Calcular la caída de presión en el interior

de la sarta con los siguientes datos

BNA = 17 ½

TR = 20 de 94 lb/pie di = 19.124 a 1,000

metros

Drill Collar = 8 x 2 13/16 longitud de 90

metros

HEAVY WEIGHT = 5 x 3 de 50 lb/pie

longitud de 110 metros

TP = 5 x 4.276 de 19.5 lb/pie longitud de

1,800 metros

Dl = 1.22 gr/cm3

VP = 27

PC = 10

Q = 700 gal/min

VA = 70.79 pie/min (anular – Drill

Collar)

VA = 61.00 pie/min (anular – Heavy

Weight – TP - agujero)

VA = 50.55 pie/min (anular – TR - TP)

Paso NO. 1

Sustituir los valores para calcular caída de

presión en TP

Δ PTP=(92. 8 x10-5 x 1 . 22 x 7001. 86 x 18004 . 2764 . 86 )

Δ PTP=(3,990,824 .83108,226 . 86 )

∆PTP = 37 kg/cm2

Paso NO. 2

Sustituir los valores para calcular caída de

presión en Heavy Weight

Δ PTP =(92 . 8 x10-5 x 1 .22 x 7001 .86 x 110

(3 x 2 .54 )4 .86 )Δ PTP=(243,883. 74

19,333 . 08 )∆PTP = 12.6 kg/cm2

Paso No. 3

Sustituir los valores para calcular caída de

presión en Drill Collar

Δ PTP=(92. 8 x10-5 x 1 . 22 x 7001. 86 x 90

(2 . 8125 x 2. 54 )4. 86 )Δ PTP=(199,541 . 20

14,128 . 02 )∆PTP = 14.12 kg/cm2

Paso No. 4

Calcular caída de presión en toberas

Fórmula:

∆Ptoberas = ( DLXQ2

1303 . 4 x (areatob2 ) )Paso No. 5

Calcular área de toberas

Atoleras = 0.7854 x (D)2 X Número de

toberas

Sustituyendo los valores en la fórmula

Área de toberas = 0 .7854 x (1532 )

2

x 3

Área de toberas = 0.518 plg2

PasoNo.6

Sustituir los valores en la fórmula para ∆P

toberas.

35

Page 36: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

Δ P = ( 1. 22 X 7002

1303 . 4 x (0 .5182) )∆Ptoberas = 1709.19 kg/cm2

Nota: Las caídas de presión en las

toberas es alrededor del 60 o 65 % del

total de la presión:

Paso No.7

Convertir psi a kg/cm2(1709 .19 psi

14 .22 psi x kg/cm2 )∆Ptoberas = 120 kg/cm2

Paso No. 8

Calcular caídas de presión en el espacio

anular

3.16 Caídas de presión en el

espacio anular

Fórmula:

Δ Pespacio anular = ( LXPC68 .58 X ( D−d ) )+( VPXLXV

27442 X ( D−d ) )Donde:

∆Pespacio anular = caídas de presión en

el espacio anular en psi

D = Diámetro de agujero en plg

d = diámetro exterior de la TP en plg

L = Longitud de la sección en metros

VP = Viscosidad plástica en c.p.s

PC = Punto de Cedencia en lb/100/pie2

V = Velocidad anular en pie /min

Constantes = 68.58 y 27442

PASO No. 9

Sustituir los valores para caída de presión

en espacio anular – Drill Collar – agujero

ΔPespacio anular = [90 X 1068 . 58 X (17 . 5−8 ) ]+[27 X 90 X 70. 79

27 , 442 X (17 . 5−8 ) ]ΔPespacio anular = (900

651 . 51 )+(172 , 019.70260 , 699 )

Pespacio anular = 1.38 psi ┼ 0.65 psi

∆Pespacio anular = 2.03 psi

Paso No.10

Convertir psi a kg/cm2( 2. 03 psi

14 .22 psi x kg/cm2 )∆Pespacio anular = 0.142 kg/cm2

Paso No. 11

Sustituir los valores para caída de presión

en espacio anular – Heavy Weight – TP -

agujero

ΔPespacio anular =[910 X 1068 .58 X (17 ,5−5 ) ]+[27 X 910 X 61

27 , 442 X (17 .5−5 ) ]ΔPespacio anular =( 9 ,100

857 .25 )+(14 , 897343 , 025 )

∆Pesp

acio anular = 10.61 psi ┼ 4.36 psi

∆Pespacio anular = 14.97 psi

Paso No. 12

Convertir psi a kg/cm2=(14 . 97 psi

14 . 22 psi x kg/cm2 )∆Pespacio anular = 1.05 kg/cm2

PASO No. 13

Sustituir los valores para caída de presión

en espacio anular – TR – TP

36

Page 37: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

∆Pespacio anular =

[ 1 ,000 X 1068 .58 X (19 .124−5 ) ]+[27 X 1 ,000 X 50.55

27 ,442 X (19 .124−5 ) ]ΔPespacio anular =( 1 , 000

968 .62 )+( 1 , 364 , 850387 ,590 )

∆Pespacio anular = 10.32 ┼ 3.52

∆Pespacio anular = 13.84 psi

Paso No. 14

Convertir psi a kg/cm2(13 . 84 psi

14 .22 psi x kg/cm2 )∆Pespacio anular = 0.97 kg/cm2

Paso No. 15

Sumar todas las caídas de presión

calculadas

∆PTP =37 kg/cm2

∆PHEAVY WEIGHT = 12.6 kg/cm2

∆PDrill Collar = 14.12 kg/cm2

∆Ptoberas = 120 kg/cm2

∆Pespacio anular HTA- AGUJERO = 0.142

kg/cm2

∆Pespacio anular HEAVY WEIGHT – TP -

AGUJERO = 1.05 kg/cm2

∆espació anular TR- TP = 0.97 kg/cm2

∆Ptotal = 185.88 kg/cm2 x 14.22 = 2643 psi

Nota: esta es la presión que registraría el

manómetro en el stand pipe (tecolote)

3.17 Caída de presión en el

interior de la sarta y espacio

anular en flujo laminar

(comprimida)

Fórmula:

Δ PinteriorTP= (VP0 . 18 XDL0. 82 XQ1 . 82

700. 3 )X ( LDi4 . 82 )

Donde:

∆P interior TP =Caída de presión en el

interior de la sarta en Psi

VP = Viscosidad plástica

DL = Densidad del fluido en gr/cm3

Q = Gasto en gal/min

L = Longitud de la sección en metros

Di = Diámetro interior de la sección

Constantes = 0.18, 0.82, 1.82, 700.3 y

4.82

Calcular la caída de presión con los

siguientes datos:

Bomba

Camisa 6.5 plg.

Carrera 12 plg.

Eficiencia 90 %

Emboladas máximas 120

Densidad del fluido =1.35 gr/cm3

Viscosidad plástica = 27

Equipo superficial 45 metros x 3.5 plg de

diámetro

TP 5 XH ºE 19.5 lb/pie 1800 m di 4.276

37

Page 38: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

Heavy Weight 5 X 3, 50 lb/pie 110 m

Drill Collar 8 X 2 13/16

Toberas = 2 No. 14 Y 1 No. 13

Velocidad de penetración mayor de 4.5

m/hrs

Velocidad penetración menor a 4.5 = 35

gal/min

Velocidad penetración mayor a 4.5 = 40

o 45 gal/min

Mínimo = 30 gal/min

Paso No. 1

Calcular el gasto tomando en cuenta la

velocidad de penetración

Gasto = Q = 40 X diámetro de barrena.

Q= (40 gal x 12 .25 pg . )

Q = 490 gal

Paso No. 2

Calcular la eficiencia de la bomba en

gal/emb

Fórmula:

Eficiencia=D2 X L X 0 .0102 X 0.90

Eficiencia=6 .52 X 12 X 0 .0102 X 0 .90

Eficiencia = 4.65 gal/emb

Paso No. 3

Calcular el número de emboladas

Fórmula:

Emboladas=( gastoEficiencia )

Emboladas = (490 gal4 .65 gal/emb )

Emboladas = 105 emb

Paso No. 4

Calcular la caída de presión en el equipo

superficial

Sustituyendo los valores en la fórmula

Δ P equipo superficial=[270. 18 X 1 .350. 82 X 4901 .82

700 .3 ]X (453 .54 . 82 )

∆P equipo superficial = 260.25 X 0.107

∆P equipo superficial = 28 psi

Paso No 5

Calcular la caída de presión en la TP

Sustituyendo los valores en la fórmula

Δ P en TP = [270 . 18 X 1 .350. 82 X 4901. 82

700 .3 ]X ( 1 , 8004 .2764 . 82 )

∆P en TP = 260.25 X 1.635

∆P en TP = 425 psi

Paso No 6

Calcular la caída de presión en la Heavy

Weight

Sustituyendo los valores en la fórmula

Δ P en Heavy Weight = [270.18 X 1. 350 . 82 X 4901 . 82

700 . 3 ]X (11034 . 82 )

∆P en Heavy Weight = 260.25 X 0.551

∆P en Heavy Weight = 143 psi

Paso No 7

Calcular la caída de presión en la Drill

Collar

Sustituyendo los valores en la fórmula

∆P en Drill Collar =

[270 .18 X 1.350 .82 X 4901.82

700.3 ]X (902 .8124 .82 )

∆P en Drill Collar = 260.25 X 0.616

38

Page 39: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

∆P en Drill Collar = 160 psi

Paso No. 8

Calcular el área de las toberas

Fórmula:

Área = 0 .7854 x (D )2 N ° de toberas

Área T No. 14 = 0 .7854 x (1432 )

2

x 2

Área T No. 14 = 0.3006 plg2

Área T No. 13 = 0 . 7854 x (1332 )

2

x 1

Área T No. 13 = 0.1296 plg2

Área Total de toberas = 0.4302 plg2

Nota: si conocemos la caída de presión en

toberas podemos emplear la siguiente

fórmula para determinar el área de toberas

necesarias para estar dentro de los rangos

(iehp,vt,) la caída de presión que

podemos utilizar en un cálculo puede ser

50 o 60 % de la presión de bombeo

Fórmula:

Área de toberas = ( 0 . 0277 x Q x Dl ΔP )

Paso No. 9

Calcular la caída de presión en la barrena

Fórmula:

ΔPbarrena = ( Dl x Q2

1303 x Area de toberas2 )Sustituyendo valores en la fórmula

∆Pbarrena =[ 1.35 X 4902

1303. 4 X (0 .43022) ]

Δ Pbarrena = [324 , 135241.22 ]

∆Pbarrena = 1344 psi

Paso No. 10

Calcular la caída de presión en el espacio

anular

Fórmula:

∆Pespacio anular = (∆P equipo superficial + ∆P

en TP + ∆P en Heavy Weight + ∆P en

Drill Collar + ∆Pbarrena) x 10 %

Sustituyendo los valores en la fórmula

∆Pespacio anular= (28 psi +425 psi +143 psi

+160 psi +1344 psi) x10 %

∆Pespacio anular = (2100 PSI) x 10 %

∆Pespacio anular = 210 psi

Nota: Las caídas de presión en el espacio

anular es alrededor del 10 % de la suma

de caídas en el interior y caídas en

toberas:

Paso No. 11

Calcular la caída de presión en todo el

sistema

Fórmula:

∆P total = (∆P equipo superficial+∆P en

TP+∆P en Heavy Weight+∆P en Drill

Collar+ ∆Pbarrena +∆Pespacio anular)

∆P total = (28 psi + 425 si + 143 psi +

160 psi + 1344 psi+ 210 psi)

∆P total = 2310 psi

Nota: esta es la presión que registraría el

manómetro en el stand pipe (tecolote)

39

Page 40: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

3.18 Velocidad de chorro

Fórmula:

VT = ( 0 .32 x QArea de toberas )

Donde:

VT = Velocidad de chorro en pie/seg

Q = Gasto en gal / min

Atoberas = Área de toberas en plg.

0.32 = Constante

Ejemplo:

Calcular la velocidad de chorro si

tenemos un Área de 0.4302 plg2 y un

gasto de 490 gal/min

Sustituyendo los valores en la fórmula

VT = ( 0. 32 x 4900 .4302 )

VT = 364 pie/Seg

Nota: el rango debe ser de 350 a 450

pie/seg si se sale fuera de rango hay que

reducir (menor de 350) o aumentar

(mayor de 450) el área de las toberas

según sea el caso.

3.19 Fuerza de impacto

hidráulico en libras

Fórmula:

FIH =( DL X Q X VT1932 )

Donde:

FIH = Fuerza de impacto hidráulico en lb

DL = Densidad del lodo en lb/gal

VT = Velocidad de chorro en pie/segundo

1932 = Constante

Ejemplo:

Calcular la fuerza de impacto hidráulico

con los siguientes datos:

DL= 1.35 gr/cm3 = 1.35 x 8.33 = 11.24

lb/gal

Q= 490 Gal/Min

VT = 364 pie/segundo

Sustituyendo los valores en la fórmula

FIH = (11.24 X 490 X 3641932 )

FIH = 1038 lbs.

40

Page 41: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

Capitulo 4 Densidades

4.1 Densidad de un fluido en

gr/cm3

Fórmula:

Densidad = (masa en grs .

Volumen cm3 )

Ejemplo:

Calcular la densidad de un cubo de

madera con un peso de 60 grs. y un

volumen de 100 cm3

Sustituyendo los valores en la fórmula

Densidad = (60 grs .

100 cm3 )Densidad = 0.60 gr/cm3

4.2 Densidad de lodo

equivalente en gr./cm³ ( prueba

de goteo)

Fórmula:

Densidad de lodo equivalente = [( ( PS ) (10 )profundidad )]+ DL

Donde:

Densidad de lodo equivalente en gr/cm3

PS= presión alcanzada en superficie en

kg. /cm2

10 = constante

Profundidad en metros

Dl = densidad del lodo en gr/cm3

Ejemplo:

Calcular la densidad de lodo equivalente

si se registró una presión en la prueba de

goteo de 80 kg/cm2 a una profundidad de

2850 m. Con una densidad de 1.28 gr/cm3

Sustituyendo los valores en la fórmula

Densidad de lodo equivalente =

[( (80 kg/cm2 ) (10 )2850 m )]+1 .28 gr/cm3

Densidad de lodo equivalente = 1.56

gr/cm3

4.3 Gradiente en kg x cm2 x

metros

Fórmula:

Gradiente de densidad = (densidad 10 )

Ejemplo:

Calcular el gradiente de densidad con una

densidad de 1.50 gr/cm3

Sustituyendo los valores en la fórmula

41

Page 42: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

Gradiente de densidad = ( 1 .50 gr/cm3

10 )Gradiente de densidad = 0.150 gr/cm3/m

4.4 Densidad del fluido

conociendo la Presión

hidrostática y la profundidad

Fórmula:

Densidad = ( ( Ph ) (10 )Profundidad )

Donde:

Densidad en gr /cm3

Ph = presión hidrostática en kg. /cm2

10 = Constante

P = Profundidad en metros

Ejemplo:

Calcular la densidad necesaria si tenemos

una Ph = 472 kg/cm2 a una profundidad

de 4000 metros

Sustituyendo los valores en la fórmula

Densidad = ( (472 kg/cm2) (10 )4000 m )

Densidad = 1.18 gr/cm3

4.5 Densidad equivalente de

circulación (empírica)

Fórmula:

DEC = [% XPBX 10H ]+DL

DEC = [ ΔPespacio anular X 103000 ]+DL

Donde:

DEC = Densidad equivalente de control

en gr/cm3

% = Porcentaje según diámetro de

barrena

PB = Presión de bombeo total en kg/cm2

10 = constante

DL = Densidad del lodo en gr/cm3

H = Profundidad en metros

∆Pespacio anular = Caída de Presión en el

espacio anular en kg/cm2.

42

Page 43: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

Tabla 1 Porcentaje de la presión de bombeo

según el diámetro de la barrena

Diámetro de una

BarrenaPorcentaje

17 1/2 10

8 1/2 15

5 7/8 20

Menores de 5 7/8 30

Ejemplo:

Para 1era fórmula

Calcular la densidad equivalente de

circulación si tenemos una barrena de

17 ½ con una densidad de 1.40 a una

profundidad de 3000 m con una presión

de bombeo de 140 kg/cm2

Sustituir los valores en la fórmula 1era

fórmula

DEC = [ 0 .10 X 140 X 103000 ]+1 .40

DEC = 1.44 gr/cm3

Ejemplo para 2da fórmula:

Calcular la densidad equivalente de

circulación si tenemos una caída de

presión en el espacio anular de 210 psi,

una densidad de 1.35 gr/cm3 a una

profundidad de 2000 m

Sustituir los valores en la fórmula 2da

fórmula

DEC = [(21014 .22 )X 10

2000 ]+1. 35

DEC = 1.42gr/cm3

Nota: en la 2da fórmula la ∆p debe estar

en kg/cm2 es dividir entre el factor de

conversión de psi a kg/cm2 es de 14.22

4.6 Densidad de equilibrio

Fórmula:

DE = ( PFX 10profundidad )

Donde:

DE = Densidad de equilibrio

PF = Presión de formación

10 = Constante

Ejemplo:

Calcular la densidad de equilibrio si

tenemos una presión de formación de 542

kg/cm2 a una profundidad de 3500 m

Sustituyendo los valores en la fórmula

DE=(542 kg/cm2 X 103500 m )

DE =1.55 gr/cm3

Ejemplo:

Calcular la densidad de equilibrio en un

brote cerrando el pozo y registrando las

43

Page 44: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

presiones de cierre en TP y TR con los

siguientes datos

Datos:

Presión de cierre en TP 30 kg/cm2

Presión de cierre enTR 52 kg/cm2

Densidad de fluido de control 1.40 gr/cm3

Densidad del fluido invasor 0.80 gr/cm3

Ultima TR (zapata) 3000 m

Profundidad total 3500 m

Longitud de la burbuja 363 m

Paso 1

Calcular la presión hidrostática e la TP

PH = ( DL X p rofundidad10 )

PH = ( 1.40 gr/cm3 X 3500 m10 )

PH = 490 kg/cm2

Paso 2

Calcular la presión de formación

PF = PH + Presión de cierre en TP

(PCTP)

PF = 490 kg/cm2 + 30 kg/cm2

PF = 520 kg/cm2

Paso 3

Calcular la presión hidrostática en el

espacio anular (fluido original y fluido

contaminado)

PH = ( DL X p rofundidad10 )

PH = ( 1.40 gr/cm3 X 3137 m10 )

PH = 440 kg/cm2

PH = ( DL X p rofundidad10 )

PH = ( 0 .80 gr/cm3 X 363 m10 )

PH = 29 kg/cm2

PHtotal= Phfluido original + Ph fluido contaminado

PHtotal = 469 kg/cm2

PCTR = PF + PHtotal espacio anular

PCTR = 520 kg/cm2 – 469 kg/cm2

PCTR = 51 kg/cm2

Nota: La presión que se utiliza es la Pctp

para conocer lo que falta de densidad al

fluido

DL = ( PH X 10profundidad )

DL = (30 kg/cm2 X 103500 m )

DL =0.085 gr/cm3

Nota: es decir al fluido original (1.40

gr/cm3) hay que aumentarle 0.085 gr/cm3

DE =1.48 gr/cm3

4.7 Densidad de control

Fórmula:

Drill Collar = DE + M

Donde:

Drill Collar = Densidad de control

44

Page 45: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

DE = Densidad de equilibrio

M = Margen de seguridad

Ejemplo:

Calcular la densidad de control si tenemos

una densidad de equilibrio de 1.55 gr/cm3

y un margen de seguridad de 0.03

Sustituyendo los valores en la fórmula

Drill Collar = 1.55 + 0.03

DC = 1.58 gr/cm3

4.8 Peso total del material

agregado para densificar un

fluido en toneladas

Fórmula:

Pa = [( DF−DO

[1−( DFDA )])]XV

Donde:

Pa = Peso del material agregado en

toneladas

DF = Densidad del fluido final en gr/cm3

DO = Densidad del fluido original gr/cm3

Da = Densidad del material densificante

en gr/cm3

V = Volumen de fluido total (pozo +

presas)

1 = Constante

Ejemplo:

Calcular la el peso del material agregado

si tenemos una densidad de 1.50 gr/cm3

un volumen en presas de 80 m3 un

volumen en el interior del pozo de 140 m3

se quiere tener una densidad de 1.65

gr/cm3 agregando barita

Sustituir los valores en la fórmula

Pa = [( 1.65−1.50

[1−( 1.654 .83 )])] X 220

Pa = 54.72 Ton.

4.9 Cantidad de agua o aceite

para disminuir la densidad de un

fluido de perforación

Fórmula:

VA = [( DO−DFDF−DA )]XV

Donde:

VA = volumen de agua o aceite en m3

DO = densidad del fluido original gr/cm3

DF = densidad del fluido final en gr/cm3

DA= densidad del material densificante

en gr/cm3

V= volumen del fluido en m3

Ejemplo:

45

Page 46: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

Calcular la cantidad necesaria de aceite

para disminuir la densidad de un fluido de

perforación base aceite tomando en

cuenta que tiene una densidad 1.92 gr/cm3

y se requiere una densidad de 1.63 gr/cm3

y se tiene un volumen total de 230 m3 la

densidad del aceite es de 0.92 gr/cm3

VA = [( 1 .92−1. 931. 63−0 . 92 )]X 230

VA = 36.00 m3

46

Page 47: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

Capítulo 5 Presiones

5.1 Presión en kg x cm2

Fórmula:

Pr esiòn=(FuerzaÀrea )

Fuerza en kg

Área en unidades cuadradas

Ejemplo:

Qué presión ejerce una fuerza de 25,000

kg sobre un área de 195 cm2

Sustituyendo los valores en la fórmula

Presión = (25, 000 kg .

195 cm2 )

Presión = 128.20 kg/cm2

Ejemplo:

Calcular el grado de tubería que se debe

utilizar en una prueba con copa asiento

en el conjunto de preventores

Datos:

P= 15000 lb/plg2

TP 3 ½ 13.3 lb/pie

Di TR = 6.004

Área =(0 . 7854 ) [ (6 . 0042)−(3 .52 ) ]Área = 18.69 plg2

Fuerza = P X A

Fuerza = (15,000 lb/plg2) (18.69 plg2)

Fuerza = 280,350 lb

Fuerza = 127,431 kg

Grado de tp 3 ½ °S

Nota: el grado de tubería se verifica por

tablas en la columna de resistencia a la

tensión

5.2 gradiente de presión en kg x

cm2

Fórmula:

Gradiente de presión = (Presión10 )

Donde:

Gradiente de presión en

Presión en kg/cm2

10 = constante

Ejemplo:

Calcular el gradiente de presión de

128.20 kg x cm2

Sustituyendo los valores en la fórmula

Presión =(128 . 20 kg x cm2

195 cm2 )Gradiente de presión = 0.657 kg

47

Page 48: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

5.3 Profundidad del pozo

conociendo la Presión

hidrostática y la densidad

Fórmula:

Profundidad =( (Ph ) (10 )Densidad )

Donde:

Profundidad en metros

Ph = Presión hidrostática en kg. /cm2

10 = Constante

Densidad en gr/cm3

Ejemplo:

Calcular la densidad necesaria si tenemos

una Presión hidrostática = 472 kg/cm2 y

una densidad de 1.18 gr /cm3

Sustituyendo los valores en la fórmula

Profundidad = ( ( 472 kg/cm2) (10 )1. 18 gr/cm3 )

Profundidad = 4,000 m

5.4 Presión hidrostática en

sistema métrico e ingles

Fórmula:

Presión hidrostática ( (Densidad ) (Profundidad )10 )

S. M.

Presión hidrostática=( ( Densidad ) (Profundidad ) (0.052 ) )

S.I.

Donde:

Presión hidrostática en kg x cm2 (s.m.) o

psi (s.i.)

D = Densidad del fluido en gr/cm3 (s.m.)

o lb/gal (s.i.)

P = Profundidad en metros (s.m.) O pie

(s.i.)

10 = Constante

0.052 = Constante (S.I.)

Ejemplo:

Calcular la presión hidrostática en el

sistema métrico a una profundidad de

4000 m. Utilizando una densidad del

fluido de 1.18 gr/cm3

Sustituyendo los valores en la fórmula

Presión hidrostática =( (1.18 gr/cm3 ) (4000 m )10 )

Presión hidrostática = 472 kg/cm2

Calcular la presión hidrostática en el

sistema ingles a una profundidad de 4275

m utilizando una densidad del fluido de

1.50 gr/cm3

Sustituyendo los valores en la fórmula

Convertir los metros a pies

(4,275 m) (3.28) = 14,022 pies

Convertir los gr/cm3 a lb/gal

(1.50 gr/cm3) (8.33) = 12.49 lb/gal

Presión hidrostática=( (12 . 49 lb/gal ) (14,022 pies ) ( 0 . 052 ) )Presión hidrostática =9,017.08 psi

48

Page 49: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

5.5 Presión de formación

Fórmula:

Presión de formación = (Ph ) ( Pctp )Donde:

Presión de formación en kg. /cm2

Ph = Presión de hidrostática en kg. /cm2

Pctp = Presión de cierre en tp esta presión

se registra en el ensamble de

estrangulación

Ejemplo:

Calcular la presión de formación si se

tiene una Presión hidrostática = 470

kg/cm2 una lectura en el manómetro de la

Pctp de 300 kg/cm2

Sustituyendo los valores en la fórmula

Presión de formación = 470 kg/cm2 + 300

kg/cm2

Presión de formación = 770 kg/cm2

5.6 Presión reducida de

circulación

Fórmula:

Pr2=Pr1 x (Qr2

Qr1)1.86

Base aceite

Pr2=Pr1 x (Qr2

Qr1)1.10

Base agua

Donde:

Pr1 = Presión de circulación original en

kg/cm2

Pr2 = Presión reducida de circulación en

kg/cm2

Qr1 = Gasto de circulación original en

emboladas/minuto

Qr2 = Gasto reducido de circulación en

emboladas/minuto

Ejemplo:

Calcular la presión reducida de

circulación con los siguientes datos:

Qr2 = al 75 %

Pr1 = 185 kg/cm2

Qr1 = 100 emboladas / minuto

Qr2 = 100 emboladas/minuto x 75 % = 75

emboladas/minuto

Sustituyendo los valores en la fórmula

para base aceite

Pr2=185 x (75100 )

1. 86

Pr2 = 108.33 kg/cm2

Sustituyendo los valores en la fórmula

para base agua

Pr2=185 x (75100 )

1.10

Pr2 = 134.81 kg/cm2

49

Page 50: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

5.7 Presión máxima permisible

en superficie

Fórmula:

PMPS = (GF – GDL) X P.V.V.

Donde:

PMPS = Presión máxima permisible en

superficie

GF = Gradiente fractura

GDL = Gradiente de lodo

P.V.V. = Profundidad vertical verdadera

Ejemplo:

Calcular la presión máxima permisible en

superficie si se conoce que el gradiente de

fractura es de 0.173 a una profundidad

verdadera de la zapata de 2969 m y una

densidad del lodo de 1.50

Sustituyendo los valores en la fórmula

PMPS = (0.173 – 0.150) X 2969

PMPS = 68 kg/cm2

5.8 Presión de formación

Fórmula:

PF = PH + PCTP

DONDE:

PF = Presión de Formación

PH = Presión hidrostática

PCTP = Presión de cierre en TP

Ejemplo:

Calcular la presión de formación si la

presión de cierre en TP es de 35 kg/cm2

una densidad de lodo de 1.45 a una

profundidad de 3500 m

Sustituyendo los valores en la fórmula

PF = (0.150 X 3500) + 35

PF = 542 kg/cm2

50

Page 51: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

Capítulo 6 Sarta de perforación

6.1 Troqué que registra el

dinamómetro utilizando las

llaves de fuerza

Fórmula:

Torque =( Torque de la tablaLongitud de la llave )

Donde:

Torque de tabla en ft x lb

Longitud del brazo de la llave en plg

Ejemplo:

Calcular el torque de un Drill Collar de 9

½ con una llave de fuerza cuya longitud

de brazo es de 5.5 plg.

Sustituyendo los valores en la fórmula

Torque = 88,000 ft/lb / 5.5 plg.

Torque = 16,000 lb

Nota: el cable más utilizado en

perforación es el de 1 3/8”

6.2 Peso de una herramienta

tubular (Drill Collar) en lb/pie.

Fórmula:

Peso nominal = ( D2−d2 ) (2 .67 ) D = Diámetro exterior

d = Diámetro interior

2.67 = constante

Ejemplo:

Calcular el peso nominal de un d. c. de 9

½ x 3 plg.

Sustituyendo los valores en la fórmula

Peso nominal = (9.52 – 32) (2.67)

Peso nominal = 217 lb/pie

Peso nominal = (217 lb/pie) (1.49)

Peso nominal = 323.3 kg/m

Nota: para calcular el peso en una

longitud multiplicar el peso nominal x la

longitud

6.3 Peso ajustado de una tubería

de perforación

Fórmula:

Peso ajustado =[ (2 ) (Peso nominal ) ]−[ (Peso unitario ) (1. 49 ) ]Donde:

Peso ajustado en kg/m

2 = Constante

51

Page 52: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

Peso nominal según tablas en lb/pie

Peso unitario = (D2 - d2) (2.67) en lb/pie

1.49 factor constante para convertir lb/pie

a kg/m

Ejemplo:

Calcular el peso ajustado de una tubería

de 2 7/8 10.4 lb/pie grado °E

Sustituyendo los valores en la fórmula

Peso unitario = (2.8752 - 2.142) (2.67)

Peso nominal = 9.71 lb/pie

Peso ajustado =[ (2 ) (10 . 4 ) ]−[ (9 .71 ) (1. 49 ) ]Peso ajustado = 16.52 kg//m

Nota: el peso ajustado las Heavy Weight

y Drill Collar es el mismo según tablas,

este cálculo se realiza para la TP y se

acerca mucho al que marcan las tablas

6.4 Peso de la sarta en el aire

Fórmula:

Peso de la sarta en el aire =

[ (Peso ajustado ) (Longitud ) ]Donde:

Peso sarta en el aire en kg.

Peso ajustado en tablas

Longitud en metros

Ejemplo:

Calcular el peso de la sarta si tenemos una

tubería de perforación grado e 19.5 lb/pie

a 1567 m Premium

Sustituyendo los valores en la fórmula

Peso de la sarta en el aire = 31.12 kg/m x

1567 m

Peso de la sarta en el aire = 48,765.04 kg

Nota: 31.12 peso justado en kg valor

según tabla

6.5 Factor de flotación

Fórmula:

1−( Dl7 .85 )

Donde:

1 = constante

Dl = densidad del fluido en gr/cm3

7.85 = densidad del acero en gr/cm3

Ejemplo:

Calcular el factor de flotación con una

densidad d 1.28 gr/cm3

Sustituyendo los valores en la fórmula

Factor de flotación =1−( 1 . 30 gr/cm3

7 . 85 gr/cm3 )Factor de flotación = 0.8344

52

Page 53: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

6.6 Peso de la sarta flotado

Fórmula:

Peso de la sarta flotado=

[ ( Peso sarta en el aire ) (Factor flotacion ) ]Ejemplo:

Calcular el peso de la sarta flotado si

tenemos un peso de la sarta en el aire de

48765.04 kg y una densidad de 1.42

gr/cm3

Sustituyendo los valores en la fórmula

Peso de la sarta flotado = 48,765.04 kg x

0.8191

Peso de la sarta flotado =39,943.44 kg

6.7 Espesor de pared en tubería

de perforación

Fórmula:

Espesor de pared =( D−d2 )

Donde:

D = diámetro mayor de TP en plg.

d = diámetro menor de TP en plg.

2 = constante

Ejemplo:

Calcular el espesor de pared con los

siguientes datos TP de 3.5 15.5 lb/pie di

2.602 plg.

Espesor de pared =

( 3 .5 pg−2. 602 pg2 )

Espesor de pared = 0.449 pg.

6.8 Resistencia a la tensión de

una tubería de perforación

nueva al 90 %

Fórmula:

Resistencia a la tensión = (Área

transversal)( Cedencia)

Resistencia a la tensión en Kg.

Área transversal en plg2

Cedencia del tubo en lb/plg2 = (a la

numeración después de la literal)

Ejemplo:

Calcular la resistencia a la tensión de una

tubería de 5” de 19.5 lb/pie grado 105

nueva con un área transversal de 5.27 plg2

Resistencia a la tensión = (5.27 plg2)

(105,000 lb/plg2)

Resistencia a la tensión = 553,833 lb.

Convertir a Kg.

53

Page 54: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

Resistencia a la tensión =(553 ,833 lb2.20 )

Resistencia a la tensión = 251,742 kg al

100 %

Resistencia a la tensión = (251,742 kg)

(0.90) = 226,568 kg

Nota: este resultado corresponde al de la

tabla

6.9 Desplazamiento conociendo

el peso de la sarta en kg/m

(volumen que desaloja una

tubería)

Fórmula:

Desplazamiento =( P eso de la sarta (en el aire)7 . 85 kg/lt )

7.85 kg/lts = Densidad del acero

Ejemplo:

Calcular el desplazamiento si tenemos un

peso de sarta en el aire de 119,554.42 kg

Sustituyendo los valores en la fórmula

Desplazamiento = (119 ,554 . 42 kg

7 .85 kg/lt )Desplazamiento = 15,229.86 lts

Nota: el volumen del el desplazamiento es

el mismo que falta cuando sacamos

tubería es decir si el desplazamiento

(metiendo) es de 15,229.42 lts. Al sacar

tenemos que llenar con fluido ese mismo

volumen (15,229.42 lts)

6.10 Desplazamiento por metro

conociendo el peso nominal en

lb/pie (volumen que desaloja x

metro)

Fórmula:

Desplazamiento=[ ( Peso nominal ) (0 .1898 ) ] Donde:

Desplazamiento en lts/metro

Peso nominal en lb/pie

0.1898 = constante

Ejemplo:

Calcular el desplazamiento por metro de

un Drill Collar 217 lb/pie

Sustituyendo los valores en la fórmula

Desplazamiento = (217) (0.1898)

Desplazamiento = 41.18 lts/m

Nota: esta fórmula solo es válida par Drill

Collar TR y tubería de producción

54

Page 55: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

6.11 Número de lindadas por

sacar para llenar el pozo

Fórmula:

Número de lingadas por llenar =

(LT28 . 5 )

L =( ( Ph ) ( 10 )Dl )

LT = ( (4 ) ( D2 ) ( L )Peso ajustado )−L

Donde:

L= Disminución del nivel del fluido en

metros para determinar reducción de

presión hidrostática

Ph = Presión hidrostática por reducir al

sacar la tubería de trabajo en kg/cm2

(máxima recomendada en el golfo de

México es de 3.5)

Dl = densidad del fluido

D = diámetro de la TR

LT = longitud de tubería en metros por

sacar para llenar pozo

4 = constante

28.5 = medida promedio de una lingada

Nota: la Ph no debe ser mayor de 3.5

kg/cm2

Ejemplo:

Calcular el número de lingadas por sacar

para llenar el pozo con los siguientes

datos

Barrena 8 ½”

TP de 5” 19.5 lb/pie grado E-75

Premium

TR 9 5/8” 53.5 lb/pie di. 8.535 pg.

Densidad = 1.30 gr/cm3

L = ( (3 . 0 kg/cm2) (10 )

1. 30 gr/cm3 )L= 23 m

LT = ( (4 ) (8 . 5352) (23 )31 .12 )−23

LT = 192.32 m

Numero de lingadas =

(192 .32 mts28 . 5 mts/lingada )

Numero de lingadas = 6.74 lingadas = 6

lingadas

Nota: se tiene que tomar solo el entero

55

Page 56: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

6.12 Longitud de los Drill collar

y número de Drill collar.

Fórmula:

Longitud de Drill Collar =

( ( Pesomax imo sobre barrena ) (Factor Seguridad )( Pesode Drill Collar ) ( Factor de flotacion ) )

Numero de Drill Collar =

( Longitud de Drill CollarLongitud unitaria )

Donde:

Peso máximo sobre barrena en kg

Factor de seguridad de 10 a 20 %

Peso de los Drill Collar en kg/m

Factor de flotación = 1−( Dl

7 .85 )La longitud de los Drill Collar puede ser

de 9.1 hasta 9.3 m

Ejemplo:

Calcular la longitud de los Drill Collar y

el número de ellos con los siguientes

datos

Peso máximo sobre barrena = 20,000 kg

Factor Seguridad = 20 %

Drill Collar 9 ½ = 323.33 kg/m

Densidad de lodo = 1.40 gr/cm3

Factor de Flotación = 0.8216

Sustituyendo los valores en la fórmula

Longitud de Drill Collar =

( (22000 kg ) (1. 2 )(323 .33 kg/mt ) (0 . 8216 ) )

Longitud de Drill Collar = 99.58 m

Numero de Drill Collar =

(99 . 58 mts9 .3 mts/d . c . )

Numero de Drill Collar = 10.70 Drill

Collar

Ejemplo:

Calcular la longitud de los Drill Collar de

8 plg. 150 lb/pie para tener un peso sobre

barrena de 22 Ton. con un factor de

seguridad de 10 % si se sabe que esta

armada una lingada de 9 ½ la cual pesa

217 lb/pie y tiene una longitud de 30 m,

densidad del lodo de 1.48 gr/cm3

Paso no. 1

Calcular el peso que ejerce la lingada de

Drill Collar de 9 ½

Paso N°. 2

Despejar Peso máximo sobre barrena de

la fórmula:

Longitud de Drill Collar =

( (Peso máximo sobre barrena ) (Factor Seguridad )( P eso de Drill Collar ( armada )) ( Factor de flotacion ) )

56

Page 57: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

Peso máximo sobre barrena =

( ( P eso de Drill Collar ( armada )) ( Factor flotacion ) (Longitud de Drill Collar )Factor de Seguridad )

Paso N°. 3

Sustituir los valores en la fórmula que

resulto al despejar

Peso máximo sobre barrena =

( (323 .33 kg/mt ) ( 0 .811 ) 4 (30 mts )1 .10 )

Peso máximo sobre barrena que cargan

los Drill Collar de 9 ½ = 7,154 kg

Paso N°. 4

Restar al Peso máximo sobre barrena

que requerimos el resultado del paso no. 3

Peso máximo sobre barrena que

requerimos armar de 8 plg = 22,000 –

7,154

Peso máximo sobre barrena que

requerimos armar de 8 plg =14,846 kg

Paso no. 5

Sustituir el resultado del paso no. 4 en la

fórmula de longitud de Drill Collar

Longitud de Drill Collar =

( (14846 kg ) (1 .10 )(223 .5 kg/m ) ( 0.8114 ) )

Longitud de Drill Collar = 90.00 m

Numero de Drill Collar =

(Longitud de Drill Collar 9 . 3 )

Numero de Drill Collar = (90 . 00 m9 .3 m/d .c )

Numero de Drill Collar = 9.67 = 10 Drill

Collar

6.13 Punto neutro con un solo

diámetro de Drill Collar y con

diámetros de Drill Collar

combinados

Fórmula:

Punto neutro =

( PesoSobre Barrena( Peso de Drill Collar ) (Factor flotacion ) )

Donde:

Punto neutro en metros

Peso sobre barrena en kg

Peso de los Drill Collar en lb/pie

Factor de flotación =1−( Dl

7 .85 )Ejemplo:

Calcular el punto neutro si tenemos un

peso sobre barrena de 22,000 kg con Drill

Collar 9 ½ de 217 lb/pie y una densidad

de lodo de 1.48 gr/cm3

Sustituyendo en la fórmula

Punto neutro =

Punto neutro = (22000 kg(217 lb/pie x1 . 49 ) X 0. 8114 )

Punto neutro = 84 m

57

Page 58: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

Ejemplo:

Calcular el punto neutro si tenemos

tubería combinada de 9 ½ (28.5 m) y 8

plg de de diámetro exterior y el peso

sobre barrena es de 22 Toneladas y una

densidad de 1.20 gr/cm3

Paso no. 1

Descontar al peso sobre barrena el peso

total flotado de los Drill Collar de

mayor peso

22 , 000−( (323 .33 ) (28 .5 ) (0 .8471 ) )

(22 , 000 kg )−(7805 kg ) =14195 kg

Paso no. 2

Con el restante (14,195 kg) sustituir los

valores en la fórmula de punto neutro

Punto neutro = (14 , 195 kg(150 lb/pie x1 . 49 ) (0 . 8471 ) )

Punto neutro = 75 m

Nota: el resultado (75 m) será la longitud

donde tenemos el punto neutro; a partir de

los Drill Collar de 9 ½ hacia arriba es

decir 75 m + 28.5 = 103.5 m

6.14 Longitudes de las tuberías

en todos lo grado si queremos

tener cierto margen de jalón

Fórmula:

Longitud 1 =

[( RTtp1−(Whta+WHw+MOP )

(Pesoajustado tp1 ) ( Factor flotación ) )]Longitud 2 =

( RT tp2 -Rtp1

(Pesoajustado tp 2) (Factor flotación ) )Longitud 3 =

( RT tp3 -Rtp2

(Pesoajustado tp 3) ( Factor flotación ) )

Longitud 4 =

( RT tp4 -Rtp3

(Pesoajustado tp 4) ( Factor flotación ) )Donde:

Longitud 1 = Tubería (TP) º E - 75

Longitud 2 = Tubería (TP) º X - 95

Longitud 3 = Tubería (TP) º G - 105

Longitud 4 = Tubería (TP) º S - 135

RTTP1 = Resistencia a la tensión de TP 1

RTTP2 = Resistencia a la tensión de TP 2

RTTP3 = Resistencia a la tensión de TP 3

RTTP4 = Resistencia a la tensión de TP 4

Whta = Peso total de la herramienta (Drill

Collar) en kg

Wheavy Weight = Peso total de la Heavy

Weight en kg

MOP = Margen de jalón

Peso ajustado TP = peso según tablas de

cada grado de tubería (TP1, TP2, TP3 y

TP5)

Factor de flotación = 1−( Dl7 .85 )

58

Page 59: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

Ejemplo:

Calcular las longitudes de tubería

necesarias para tener un margen de jalón

(MOP) de 60 Toneladas si tomamos en

cuenta que tenemos un peso de

herramientas. De 22,000 kg, flotada con

una longitud de 122 m. Una densidad de

lodo de 1.40 gr/cm3 y tomando en cuenta

que siempre utilizamos 4 paradas (12

tramos) de Heavy Weight (4 x 28.5 = 114

m x 74.5 x 0.82 = 6964 kg = Heavy

Weight)

Factor de flotación= 1−(1 . 407 . 85 )

=0.8216

Sustituyendo los valores en la fórmula

Longitud 1 =

[(127 , 446−(22 ,000+6 ,964+60 , 000 )(31. 12 ) (0 .8216 ) )]

Longitud 1 [(127 ,446− (88 ,964 )25.51 )]

Longitud 1 =1,508 m

Longitud 2 = [(161 , 432−127 , 446(31 . 94 ) (0 .8216 ) )]

Longitud 2 = 1,298 m

Longitud 3 = [(178 , 425−161 , 432(32 . 66 ) (0. 8216 ) )]

Longitud 3 =634 m

Longitud 4 = [(229 , 403−178 , 425(32.67 ) (0 . 8216 ) )]

Longitud 4 = 1,847 m

Longitud Total = Longitud de Drill

Collar + Longitude de Heavy Weight +

Longitude 1+ Longitude 2+ Longitude 3

+ Longitude 4

Longitud Total = 122 m + 114 m + 1,508

m + 1,298 m + 634 m + 1,847 m

Longitud Total = 5,523 m

Si necesitáramos llegar a mayor

profundidad (7000 m) usaríamos utilizar

tubería de 5 plg de 25.6 lb/pie

Longitud 5 = [(305 ,363−229 , 403( 42.19 ) (0 .8216 ) )]

Longitud 5 = 2,916 m

Si tenemos una sarta con una longitud de

5,523 m solo necesitamos 1,477 m de

tubería de 25.6 lb/pie, y así

conservaríamos el mismo margen de jalón

6.15 Longitud de los Dril Collar

en un pozo direccional

Fórmula:

LHPD =

(Peso máximo a cargar x Factor de seguridadWhta x F. flotación x Coseno del ángulo )

Donde:

LHPD =Longitud de Drill Collar en pozo

direccional

Peso máximo a cargar en kg

59

Page 60: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

Whta. En kg

Ejemplo:

Calcular la longitud de Drill Collar si

tenemos barrena de 12 plg. Carga máxima

de 20 Ton., y un factor de seguridad de 15

% con una densidad de lodo de 1.40

gr/cm3, Drill Collar de 8 x 2 13/16 de 150

lb/pie y un ángulo de desvió de 30°

Sustituyendo los valores en la fórmula

LHPD =

(22,000 kg x 1 .15223 .5 kg/m x 0. . 8216 x Coseno de 30 ° )

LHPD = 144.91 m

6.16 Peso real que recibe la

barrena en un pozo direccional

Fórmula:

PRSB = PSB X Coseno del ángulo

Donde:

PRSB = Peso real sobre la barrena

PSB = Peso sobre barrena

Ejemplo:

Calcular el peso real sobre la barrena en

un pozo direccional que tiene un ángulo

de desvió de 28 grados y peso que se está

cargando según indicador es de 15 Ton.

Sustituyendo los valores en la fórmula

PRSB = 15,000 x coseno (28°)

PRSB = 13.24 Ton.

6.17 Peso que debe marca el

indicador si requerimos un peso

sobre la barrena en un pozo

direccional

Fórmula:

PMI =(PPCCoseno del ángulo )

Donde:

PMI = Peso que debe marcar el indicador

PPC = Peso programado a cargar

Ejemplo:

Calcular el peso que debe marcar el

indicador si requerimos 15 Toneladas

sobre la barrena en un pozo direccional

cuyo ángulo de desvió es de 28 grados

Sustituyendo los valores en la fórmula

PMI = (15 ,000 kgCOSENO DE 28° )

PMI = 16.98 Ton

60

Page 61: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

Capítulo 7 Cables de

perforación

7.1 Carga máxima utilizando un

cable para perforación tipo boa

de 6 x 19 torcido regular

derecho

Fórmula:

Carga máxima en tonelada=

( [ (Resistencia a la ruptura ) (Num . de lineas ) ]Factor de seguridad )

Carga máxima en toneladas

Resistencia a la ruptura en toneladas/línea

Número de líneas

Factor de seguridad (recomendado 2 a 4

por el API)

Ejemplo:

Calcular carga máxima a 8,10 y 12 líneas

con cable de 1 3/8 con un factor de

seguridad de 3

Sustituyendo los valores en la fórmula

Carga máxima a 8 líneas =

( [ (77 .54 Ton . /línea ) (8 líneas) ]3 )

Carga máxima a 8 líneas = 203.77 Ton

Carga máxima a 10=

( [ (77 .54 Ton/línea ) ( 10 líneas ) ]3 )

Carga máxima a 10 líneas = 258.46 Ton

Carga máxima a 12=

( [ (77 .54 Ton/línea ) ( 12 líneas ) ]3 )

Carga máxima a 12 líneas = 310.16 Ton.

7.2 Número de líneas necesarias

para soportar x peso (es decir a

cuantas líneas se debe guarnir

el block)

Fórmula:

Número de líneas =

( (Carga Máxima flotada ) ( Factor seguridad )Resistencia a la ruptura )

Donde:

La carga máxima flotada = peso total de

la sarta en el aire x factor de flotación

Peso total de la sarta en el aire = al (peso

en lb/pie) x 1.49 (factor de conversión de

lb/pie a kg x m)

Factor de seguridad (2 a 4 recomendado

por el API)

61

Page 62: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

Ejemplo:

Calcular el número de líneas necesarias

para introducir una TR de con las

siguientes características utilizando un

cable de 1 3/8.

Datos:

Profundidad = 3,500 m

TR 13 3/8” 72 lb/ pie

Densidad de fluido = 1.35 gr/cm3

Factor de seguridad de 3

Paso no. 1

Convertir las lb/pie a kg/m

(72 lb/pie) (1.49) = 107.28 kg/m

Paso no. 2

Calcular el peso por toda la profundidad

Peso en el aire = (107.28 kg/m) (3500 m)

Peso de la sarta en el aire = 375, 480 kg =

375.48 Ton.

Paso no. 3

Calcular factor de flotación

Factor de flotación = 1−( 1.35 gr/cm3

7 .85 gr/cm3 )Factor de flotación = 0.8280

Paso no. 4

Calcular peso flotado

Peso flotado = (375.480 Ton.) (0.8280)

Peso de la sarta flotada = 310.97 Ton.

Sustituyendo los valores en la fórmula

Número de líneas = (310 .897 Ton x 377 . 54 Ton/linea )

Número de líneas = 12 líneas

7.3 Factor de seguridad utilizado

en un cable

Fórmula:

Factor de seguridad =

(Resistencia a la ruptura x Num. de lineasCarga Máxima )

Ejemplo:

Calcular el factor de seguridad que se

utilizo en el guarnido si tenemos 12

líneas, con un cable de 1 3/8 y resultado

del peso flotado es 310.897 Ton.

Sustituyendo los valores en la fórmula

Factor de seguridad=(77 .54 Ton/línea x 12 líneas310 .97 Ton )

Factor de seguridad = 3

7.4 Longitud del cable en metros

Fórmula:

Longitud de cable =

[ ( Altura de mástil ) ( Núm . de líneas + 2 líneas ) ]Donde:

Longitud de cable en metros.

Altura del mástil en metros

Número de líneas (8,10, 12)

62

Page 63: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

2 líneas (línea del muerto + línea viva))

63

Page 64: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

Ejemplo:

Calcular la longitud del cable en el

guarnido del mástil con los siguientes

datos:

Altura del mástil = 141 pies

Guarnido a 8 líneas

Sustituyendo los valores en la fórmula

Convertir los pies a metros

(141 pies) (0.3048) = 42.97 m

Longitud de cable en el mástil =

( 42.97 mts x (8 lineas + 2 lineas ) )

Longitud de cable en el mástil = 429.70 m

Nota: pero hay que sumar la longitud que

tienen las vueltas del tambor es decir:

Si tenemos un tambor con un diámetro

de 32 plg. Y 20 vueltas de cable

Fórmula:

Longitud de tambor = perímetro del

tambor x no. de vueltas

Perímetro = (D) (3.1416)

Diámetro en centímetros= (32 plg) (2.54

cm x plg)

Diámetro en centímetros = 81.82

centímetros = 0.8182 m

Perímetro = (0.8182) (3.1416)

Perímetro = 2.57 m

Longitud del cable en el tambor = 2.57 m

x 20 vueltas

Longitud del cable en el tambor = 51.40

m

Nota: si tenemos la longitud del cable en

el mástil y la longitud del cable que hay

en el tambor la debemos sumar es decir:

Longitud total del cable = Longitud de

cable en el mástil + Longitud que tiene el

tambor

Longitud total del cable = 429.70 m +

51.40 m

Longitud total del cable = 481.10 m

7.5 Peso del cable de

perforación

Fórmula:

Peso de cable=[ (Longitud de cable ) (Peso/metro ) ]Donde longitud total del cable = Longitud

de cable del mástil + Longitud que tiene

el tambor

Ejemplo:

Calcular con el ejemplo anterior (481.10

m) el peso del cable de perforación si

tiene un diámetro de 1 ½ plg.

Peso de cable = 481.10 m x 6.200 kg/m

Peso de cable = 2,982.82 kg

64

Page 65: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

7.6 Toneladas kilómetros en

viaje redondo calculando ´´C´´

Fórmula:

TVR=[ [W 1⋅ P (LP +P ) ]+[2 ⋅ P ( (2 ⋅ A )+ C ) ]1,000,000 ]

Donde:

TVR = toneladas kilómetros viaje

redondo

W1 = Peso ajustado promedio de la TP en

kg

P = Profundidad del viaje redondo en

metros

LP = Longitud de una lingada en metros

A = peso del block en kg

C = (peso de los Drill Collar + peso de

Heavy Weight) – peso ajustado promedio

de la TP flotada

Ejemplo:

Calcular las toneladas kilómetros

metiendo tubería con los siguientes datos

Datos:

P = 6,100 m.

LP = 28 m.

A = 8,000 kg

Densidad = 1.50 gr/cm3

Factor de flotación= 1−( 1. 507 . 85 )

= 0.8089

Drill Collar = 6 ½ X 2 13/16 DE 92

lb/pie 150 m

Heavy Weight = 5 X 3 de 50 lb/pie 100 m

TP = 5 DE 19.5 lb/pie 5,850 m

Paso no. 1

Flotar la sarta

Drill Collar = (92)(1.49)(0.08089) =

110.76 kg/m

Heavy Weight = (74.5)(1.49)(0.8089) =

60.19 kg

TP ºE 2,000 m = (31.12) (2,000) = 62,240

kg

TP ºX 2,000 m = (31.94 (2,000) = 63,880

kg

TP ºG 1,000 m = (32.66 (1,000) = 32,660

kg

TP ºS 850 m = (33.67 (850) = 28,620

kg

Suma =Profundidad = 5850 W=187,400

kg

Peso ajustado promedio de la

Peso ajustado promedio de la TP = 32.03

kg/m en el aire

Peso ajustado promedio de la TP =

(32.03 kg/m) (0.808)= 25.88 kg/m flotada

Paso no. 2

Calcular C

C =

[[( W D.C .+ W HwL . Drill Collar +L . Heavy W . ) (f . flotacion )]−[ Peso de Tp flotada ] ] ( L. Drill Collar + L. Heavy W ) .

C

[[( [ (137 .08 ) (150 ) ] .+ [ (74 .5 ) (100 ) ]250. ) (0 .808 )]− [25 .80 ] ] (250 )

C = (90 .53 kg/m−25 .80 kg/ ) (250 m )

65

Page 66: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

C = (64 . 50 kg/metro ) (250 metros )

C = 16,162.5 kg

Sustituyendo los valores en la fórmula

TVR =

[ [ (25 . 88 ) (6100 ) (28+6100 ) ]+[ (2 ) (6100 ) (( (2 ) (8000 ) )+16162 .5 )]1,000,000 ]

TVR =

[ [ (157,868 ) (6,128 ) ]+[12,200 ( (16,000 )+16,162 .5 ) ]1,000,000 ]

TVR =

[ (967,415,104 )+[ ( (12 , 200 ) (32,162 .5 ) ) ]1,000,000 ]

TVR =

[ (967,415,104 )+(392 , 582, 500 )1,000,000 ]

TVR = [1,359,797,6041,000,000 ]

TVR = 1359 Ton. /Km viaje redondo

metiendo tubería

Calcular las toneladas kilómetros si se

perfora a 6,500 m y se saca a superficie

con los datos anteriores es decir aumentar

400 metros de tubería ºS-135 a la sarta

Drill Collar = (92) (1.49) (0.8089) =

110.76 kg/m

Heavy Weight = (74.50) (1.49) (0.8089) =

60.19 kg/m

TP ºE 2,000 m = (31.12) (2,000) = 62,240

kg

TP ºX 2,000 m = 31.94 X (2,000) =

63,880 kg

TP ºG 1,000 m = (32.66) (1,000) =

32,660 kg

TP ºS 1,250 m = (33.67) (1,250) = 28,620

kg

Suma = Profundidad = 6,250 m

Peso de la sarta = 200,867 kg

Peso ajustado promedio de la

TP = (200 ,867 kg6,250 metros )

Peso ajustado promedio de la TP = 32.13

kg/m en el aire

Peso ajustado promedio de la TP = (32.13

kg/m) (0.808) = 25.96 kg/m flotada

Calcular C

C = (90.53 kg/m – 25.96 kg/m) (250 m)

C = (64.57 kg/m) (250 m)

C= 16,140 kg

Sustituyendo los valores en la fórmula

TVR =

[ [ (25 .96 ) (6500 ) (28+6500 ) ]+[ (2 ) (6500 ) ([ (2 ) (8000 ) ]+16140 ) ]1,000,000 ]

TVR=

[ [ (168,740 ) (6,528 ) ]+[ (13,000 ) ( (16,000 )+16,140 ) ]1,000,000 ]

TVR [ (1,101,534,720 )+[ ( (13 , 000 ) (32,140 ) ) ]1,000,000 ]

TVR [ (1,101,534,720 )+( 417 ,820 ,000 )1,000,000 ]

TVR [1,519,354,7201,000,000 ]

66

Page 67: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

TVR = 1,519 Ton./Km viaje Redondo

sacando tubería

Para calcular las toneladas kilómetros

Perforando se realiza la siguiente

operación

Perforando = (Ton/Km sacado v. red.-

Ton/Km metiendo v. red.) Perforando=

(1519 Ton/Km - 1359 Ton/Km ) (3 )

Perforando =480 Ton./Km

Teniendo las Ton./Km metiendo, sacando

y perforando se realiza la siguiente

operación

Metiendo =(1359 Ton/Km

2 ) = 679.5 ½

viaje

Sacando=(1519 To/Km2 )

= 759.5 ½

viaje

Perforando 480 Ton/ Km

TVR=

(679 .5 Ton/Km +759 .5 Ton/Km+480 Ton/Km )

TVR = 1919 Ton./Km

67

Page 68: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

Capítulo 8 Pozos

direccionales

8.1 Profundidad vertical

verdadera (P.V.V.) en un pozo

direccional

Fórmula:

P.V.V. = Coseno del ángulo de desvió x

Longitud del curso ┼ Profundidad

vertical anterior

Calcular la P.V.V. del siguiente esta

mecánico

Sustituyendo los valores en la fórmula

P.V.V. = Coseno (28 °) X 1600 m ┼ 4100

m

P.V.V. = 5512 m

Nota: con esta profundidad (P.V.V.) se

debe calcular la presión hidrostática en un

pozo direccional

8.2 Desplazamiento en un pozo

direccional

Fórmula:

Desplazamiento = Seno del ángulo de

desvió x Longitud del curso

Calcular el desplazamiento del siguiente

esta mecánico

Sustituyendo los valores en la fórmula

Desplazamiento = Seno (28 °) X 1600 m

Desplazamiento = 751 m

68

Page 69: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

Capítulo 9 Desconexión seca

9.1 Altura de un bache

Fórmula:

Altura del bache = (56 x DODb -DO )

Donde:

Altura de bache en metros

56 = Constante

DO = densidad original del bache en

gr/cm3

Db = Densidad del bache en gr/cm3

Ejemplo:

Calcular la altura del bache si este tiene

una densidad de 1.90 gr/cm3 y la densidad

original del lodo es de 1.80 gr/cm3

Sustituyendo los valores en la fórmula:

Altura del bache =(56 x 1 .801 .90 -1 .80 )

H = 1008 m

9.2 Volumen de un bache

Fórmula:

Volumen de bache = ( Hb x CI )Donde:

Volumen de bache en litros

Hb = Altura de bache en metros

CI = Capacidad interior de la TP en lts/m

Ejemplo:

Calcular el volumen del bache si la altura

del bache es de 1008 m con una densidad

de 1.90 gr/cm3 y estamos utilizando una

TP de 5 plg de 19.5 lb/pie

CI = 0.5067 X D2

CI = 0.5067 X (4.276)2

CI = 9.26 lts/m

Volumen de bache = 1008 m X 9.26 lts/m

Volumen de bache = 9334 lts

Presión Hidrostática del bache = Altura

del bache x Densidad del bache

Presión Hidrostática del bache = 1008 x

1.90

Presión Hidrostática del bache = 191.52

kg/cm2

69

Page 70: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

9.3 Densidad de un bache

Fórmula:

Densidad del bache = (Phbache x 10Lbache )

Donde:

Densidad del bache en gr/cm3

Phbache = Presión hidrostática del bache

en kg/cm2

Lbache = Longitud del bache e metros

10 = Constante

Paso 1

Altura del bache =

( Volumen de bacheCapacidad I int erna de la tuberia )

Paso 2

Presión Hidrostática del bache = (Altura

del bache + 56) X Gradiente de lodo

original

Paso 3

PH total = Presión Hidrostática del bache

+ Presión Hidrostática del resto de la

columna

Presión Hidrostática del bache = Altura

del bache X Gradiente de la densidad del

bache

PH resto de la columna = (profundidad –

Altura del bache – 56) x gradiente de la

densidad original

Ejemplo:

Calcular la densidad del bache si tenemos

un volumen de bache de 5000 lts. Y TP

de 19.5 lb/pie y la presión hidrostática

final a la 2426 m profundidad de

Sustituyendo los valores en la fórmula

Hbache = ( 5 , 000 lts

9 .26 lts/mt )Hbache = 540 m

Presión Hidrostática del bache = (540 +

56) X 0.150

Presión Hidrostática del bache = 107.28

kg/cm2

DL = (107 .28 X 10540 )

DLbache = 1.98 gr/cm3

Presión Hidrostática del bache = 540 X

0.198

Phbache = 106.92 kg/cm2

Presión Hidrostática del resto de la

columna = (2426 – 540 – 56) X 0.180

Phresto de la col. = 329.40 kg/cm2

Presión Hidrostática total = 102.60 +

329.40

PHtotal = 436.52 kg/cm2

70

Page 71: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

Capitulo 10 Cementaciones

10.1 Cálculos a realizar para

realizar tapón por circulación

(TxC)

Ejemplo:

Diámetro de barrena 5 7/8

TR 7

TP 3 ½ 13.3 lb. /pie di 2.764 profundidad

de 4800 m

Longitud de tapón 200 m

Longitud de bache por delante 50 m

Longitud de bache por detrás 50 m

Densidad de la lechada 1-90 gr/cm3

Rendimiento por saco 38.7 lts. /saco

Paso no. 1

Calcular capacidad del agujero sin TP

Capacidad agujero = 0.5067 x D2

Capacidad agujero = 0.5067 x 5.8752

Capacidad agujero = 17.48 lts/m

Paso no. 2

Calcular capacidad interior de TP

Capacidad TP = 0.5067 x D2

Capacidad TP = 0.5067 x 2.7642

Capacidad TP = 3.87 lts/m

Paso no. 3

Calcular el volumen de acero

VA = 0-1898 x 13.3

VA = 2.52 lts/m

Paso no. 4

Calcular capacidad anular del agujero con

TP

Capacidad agujero con

TP = 0.5067 x (D2- d2)

Capacidad agujero con

TP= 0.5067 X (5.8752– 3.52)

Capacidad agujero con tp = 11.3 lts/m

Paso no. 5

Calcular el volumen de la lechada

Volumen de lechada = Capacidad de

agujero sin TP x longitud del tapón

Volumen de lechada = 11.48 lts/m x 200

m

Vol. lechada = 3496 lts

Paso no. 6

Calcular el número de sacos a utilizar

N°. de Sacos = Volumen de lechada /

Rendimiento por sacos

N° . de Sacos = (3496 lts38 .7 lts/sacos )

N°. de Sacos = 90.33 Sacos

Paso no. 7

Calcular longitud de tapón con TP dentro

Longitud de tapón = Vol. lechada / (Cap.

anular con TP + cap. int de TP)

Longitud de tapón = 3,496 lts / (11.3 lts /

m + 3.87 lts/m)

Longitud del tapón = 230.45 M

Paso no. 8

71

Page 72: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

Calcular cima de tapón sin TP dentro

Cima de tapón sin TP dentro = Longitud

TP – Longitud Tapón

Cima de tapón = 4,800 m – 200 m

Cima de Tapón = 4,600 m

Paso no. 9

Calcular cima de Tapón con TP dentro

Cima de Tapón con TP dentro = Longitud

TP – Longitud tapón con TP dentro

Cima de tapón con TP dentro = 4,800 m –

230.45 m

Cima de Tapón con tp dentro = 4,569.55

Paso no. 10

Calcular el volumen del 1er bache

Volumen 1er bache = Capacidad anular

del agujero con TP x Longitud del 1er

bache

Volumen de lechada 1er bache = 11.3

lts / m x 50 m

Volumen del 1er bache = 565 lts

Paso no. 11

Calcular el volumen del 2do bache

Volumen de lechada 2do bache =

Capacidad interior de TP x Longitud del

2do bache

Volumen de lechada 2do bache = 3. 87

lts/ m x 50 m

Volumen del 2do bache = 193.5 lts

Paso no. 12

Calcular cima de los baches con TP

Cima baches con TP = Cima de cemento

con TP – Longitud de bache

Cima baches con TP = 4,569. 55 m – 50

m

Cima de baches con TP = 4,519.55

Paso no. 13

Calcular el volumen de fluido

desplazador

Volumen de lechada fluido desplazador =

Capacidad interior de TP x profundidad

de cima de bache con TP

Volumen de lechada fluido desplazador =

3.87 lts / m x 4519.55 m

Volumen del fluido desplazador = 17,490

lts

72

Page 73: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

TABLAS

Tabla 2 Volúmenes del pozo

INTERIOR DE LA SARTA

SECC. DESCRIP. D.E. D.I. FACTOR LTS/MTS L LTS/SECC. LTS A.

1 TP 5 4.276 0.5067 9.26370

034,278.99 34,278.99

2 TP 3.5 2.602 0.5067 3.43108

03,705.01 37,984.00

3 HW 5 2.0625 0.5067 2.16 110 237.10 38,221.10

4 D.C. 4.75 2.25 0.5067 2.57 110 282.17 38,503.27

Volumen en el interior de la sarta 38,503.27

Espacio Anular

DIAMETRO DE AGUJERO 5.875

SECC. DESCRIP. D.E. D.I. FACTOR LTS/MTS L LTS/SECC. LTS A.

5 A - D.C. 5.875 4 3/4 0.5067 6.06 110 666.23 666.23

6 A-H.W. TP 5.875 3.5 0.5067 11.28 390 4,399.98 5,066.21

7 TR -TP 6.002 3.5 0.5067 12.05 700 8,432.40 13,498.61

8 TR - TP 8.535 3.5 0.5067 30.70 100 3,070.41 16,569.02

9 TR - TP 8.535 5 0.5067 24.24370

089,701.62 106,270.64

Volumen en el espacio anular 106,270.64

Tabla 3 Tabla de características del cable tipo boa serie 6 x 19 en diferentes diámetros con torcido

regular derecho con una longitud de 1,500 metros

DIÁMETRO EN PLG2PESO APROXIMADO EN KG X

M

RESISTENCIA A LA RUPTURA

TON X LÍNEA

9/16 0.87 13.48

5/8 1.08 16.67

1 2.75 41.71

1 1/8 3.47 52.49

1 ¼ 4.2 64.47

1 3/8 5.15 77.54

1 1/2 6.2 91.8

73

Page 74: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

Tabla 4 Tabla de factor de flotación

DENSIDA

D

FACT

DE

FLOT.

DENSIDAD

FACT

DE

FLOT.

DENSIDAD

FACT

DE

FLOT.

DENSIDAD

FACT

DE

FLOT.

1.00 0.8726 1.17 0.8510 1.34 0.8293 1.51 0.8076

1.01 0.8713 1.18 0.8497 1.35 0.8280 1.52 0.8064

1.02 0.8701 1.19 0.8484 1.36 0.8268 1.53 0.8051

1.03 0.8688 1.20 0.8471 1.37 0.8255 1.54 0.8038

1.04 0.8675 1.21 0.8459 1.38 0.8242 1.55 0.8025

1.05 0.8662 1.22 0.8446 1.39 0.8229 1.56 0.8013

1.06 0.8650 1.23 0.8433 1.4 0.8217 1.57 0.8000

1.07 0.8637 1.24 0.8420 1.41 0.8204 1.58 0.7987

1.08 0.8624 1.25 0.8408 1.42 0.8191 1.59 0.7975

1.09 0.8611 1.26 0.8395 1.43 0.8178 1.6 0.7962

1.10 0.8599 1.27 0.8382 1.44 0.8166 1.61 0.7949

1.11 0.8586 1.28 0.8369 1.45 0.8153 1.62 0.7936

1.12 0.8573 1.29 0.8357 1.46 0.8140 1.63 0.7924

1.13 0.8561 1.30 0.8344 1.47 0.8127 1.64 0.7911

1.14 0.8548 1.31 0.8331 1.48 0.8115 1.65 0.7898

1.15 0.8535 1.32 0.8318 1.49 0.8102 1.66 0.7885

1.16 0.8522 1.33 0.8306 1.5 0.8089 1.67 0.7873

Tabla 5 Tabla de características de barrenas ticónicas

DIÁMETRO CONEXIÓN APRIETE PSB RPM TRBNA Q

CONT.

26 7 5/8 31000 14 A 18 100 A 200 20 17 1/2

17 1/2 6 5/8 Reg 31000 14 A 18 100 A 200 13 3/8 12 1/4

14 3/4 6 5/8 Reg 31000 8 A 22 70 A 160 10 3/4 9 1/2

12 1/4 6 5/8 Reg 31000 8 A 22 70 A 160 9 5/8 8 1/2

9 1/2 6 5/8 Reg 31000 6 A 18 75 A 150 7 5/8 5 7/8

8 1/2 4 1/2 Reg 15000 6 A 18 75 A 150 7 5 7/8

6 1/2 3 1/2 Reg 7500 6 A 12 75 A 150 5 4 1/8

6 1/8 3 1/2 Reg 7500 6 A 12 70 A 120 5 4 1/8

74

Page 75: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

6 3 1/2 Reg 7500 6 A 12 70 A 120 5 4 1/8

5 7/8 3 1/2 Reg 7500 6 A 12 70 A 120 5 4 1/8

Tabla 6 Tabla de conversión de fracción de pulgada a decimal

FRACCIÓ

NDECIMAL FRACCIÓN DECIMAL FRACCIÓN DECIMAL FRACCIÓN DECIMAL

1 1.000 3/4 0.750 1/2 0.500 1/4 0.250

31/32 0.969 23/32 0.719 15/32 0.469 7/32 0.219

15/16 0.938 11/16 0.688 7/16 0.438 3/16 0.188

29/32 0.906 21/32 0.656 13/32 0.406 5/32 0.156

7/8 0.875 5/8 0.625 3/8 0.375 1/8 0.125

27/32 0.844 19/32 0.594 11/32 0.344 3/32 0.094

13/16 0.813 9/16 0.563 5/16 0.313 1/16 0.063

25/32 25/32 17/32 0.531 9/32 0.281 1/32 0.031

Tabla 7 Especificaciones de los lastra barrenas (Drill Collar)

D. E. D. I. W LB/PIE W KG/M CONEXIÓNTORQUE

LB/PIE

BARRENA

DONDE SE

UTILIZA

4 1/8 2 35 52 NC-31 6800 5 5/8

4 3/4 2 50 74.5 NC-35 10800 6 O 6 1/8

4 3/4 2 1/4 47 70.03 NC-35 9200 6 1/2

4 3/4 2 1/4 47 70.03 NC-38 9900 6 1/2

6 1/4 2 13/16 83 123.67 NC-46 22200 8 1/2

6 1/2 2 13/16 92 137.08 NC-46 22900 8 1/2

7 1/4 2 13/16 119 177.31 5 1/2 REG 36000 9 1/2

8 2 13/16 150 223.5 6 5/8 REG 5300012 1/4, 14 3/4,

17 1/2

9 1/2 3 217 323.33 7 5/8 REG 88000 26

9 1/2 3 1/4 213 317.37 7 5/8 REG 83000 26

11 3 1/4 295 439.55 8 5/8 REG 129000 36

11 3 299 445.51 8 5/8 REG 129000 36

75

Page 76: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

Tabla 8 Tabla de cálculos de algunos factoresFACTOR COMO SE CALCULA DONDE SEUTILIZA

0.5067 0.7854 X 39.37 X 0.016387 Factor de capacidad interior

0.7854 3.1416 / 4 Factor de área del circulo

0.1898 1.49 / 7.85 Factor para calcular el desplazamiento

14.22 2.54 X 2.20 Factor de conversión de lb/ plg2 a kg/cm2

1.49 3.28 / 2.2O Factor de conversión de lb/pie a kg/m

0.0703 1 / 2.542 X 0.454  

Tabla 9 Margen de jalón cuando se encuentra la sarta armada (tabla)

SECCI

ON

GRAD

O

PESO

NOMIN

AL EN

LB/PIE

PESO

AJUSTADO

EN KG

LONGIT

UD DE

LA

SECCION

EN MTS

FACTOR DE

FLOTACION

PESO

FLOTAD

O EN KG

PESO

FLOTADO

ACUMULA

DO

RESISTENC

IA A LA

TENSION

MOP

HTA 220 122 0.8222,008.8

022,008.80

HW 50 74.5 114 0.82 6,964.26 28,973.06

TP º E 19.5 31.12 1,508 0.8238,481.7

567,454.81 127,446.00

59,99

1

TP º X 19.5 31.94 1,298 0.8233,995.6

6101,450.47 161,432.00

59,98

2

TP º G 19.5 32.66 634 0.8216,979.2

8118,429.75 178,425.00

59,99

5

TP º S 19.5 33.67 1,847 0.8250,994.5

6169,424.31 229,403.00

59,97

9

TP º S 25.6 42.19 1,477 0.8251,098.0

0220,522.30 305,363.00

84,84

1

T. DE

LONG.7,000

W DE LA

SARTA

220,522.

30

76

Page 77: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

Tabla 10 Área de 1,2 o 3 toberas en 32 avos. (Tabla).NO DE

TOB

ÁREA CON

1

ÁREA CON

2

ÁREA CON

3

NO DE

TOB

ÁREA CON

1

ÁREA CON

2

ÁREA CON

3

32 0.785 1.571 2.356 16 0.196 0.393 0.589

31 0.737 1.474 2.211 15 0.173 0.345 0.518

30 0.690 1.381 2.071 14 0.150 0.301 0.451

29 0.645 1.290 1.935 13 0.130 0.259 0.389

28 0.601 1.203 1.804 12 0.110 0.221 0.331

27 0.559 1.118 1.677 11 0.093 0.186 0.278

26 0.518 1.037 1.555 10 0.077 0.153 0.230

25 0.479 0.959 1.438 9 0.062 0.124 0.186

24 0.442 0.884 1.325 8 0.049 0.098 0.147

23 0.406 0.811 1.217 7 0.038 0.075 0.113

22 0.371 0.742 1.114 6 0.028 0.055 0.083

21 0.338 0.676 1.015 5 0.019 0.038 0.058

20 0.307 0.614 0.920 4 0.012 0.025 0.037

19 0.277 0.554 0.831 3 0.007 0.014 0.021

18 0.249 0.497 0.746 2 0.003 0.006 0.009

17 0.222 0.443 0.665 1 0.001 0.002 0.002

Tabla 11 Tuberías utilizadas por perforación PEMEXTUBERÍAS UTILIZADAS POR PERFORACIÓN PEMEX

DIÁMETRO

CONEXIÓ

N

PESO

NOMINA

L

(LBS/PIE

)

PESO

AJUSTAD

O

(KG/MT)

GRAD

O

CLASE

(TUBO)

RESIST.

TENSIO

N AL

90% EN

KG.

JUNTAS

(CLASE) ESPESOR

DE

PARED

TORSION

DE

ENROSQU

E (FT-LB)

AMPERAJ

EEX

T.INT. D. EXT.

D.

INT.

NUEVA

5

1/

2

4,77

85 1/2" FH 21,9 35,40 E-75 NUEVA 178820 7" 4" 0,361 27967 1665

5

1/

2

4,77

8G-105 NUEVA 250348 7 1/4"

3

1/2"0,361 36241 2157

5

1/

2

4,77

839,22 NUEVA 7 1/2" 3" 0,361 43585 2594

NUEVA

5

1/

2

4,77

835,40 E-75

PREMIU

M139082 7" 4" 0,361 27967 1665

77

Page 78: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

5

1/

2

4,77

836,30 X-95

PREMIU

M176171 7"

3

3/4"0,361 31452 1872

5

1/

2

4,77

837,55 G-105

PREMIU

M194715 7 1/4"

3

1/2"0,361 36241 2157

5

1/

2

4,77

839,22 S-135

PREMIU

M250348 7 1/2" 3" 0,361 43585 2594

PREMIUM

5

1/

2

4,77

835,40 E-75

PREMIU

M139082

6

15/32"4" 0,361 19172 1141

5

1/

2

4,77

836,30 X-95

PREMIU

M176171

6

21/32"

3

3/4"0,361 25483 1517

5

1/

2

4,77

837,55 G-105

PREMIU

M194715

6

23/32"

3

1/2"0,361 27645 1646

5

1/

2

4,77

839,22 S-135

PREMIU

M250348

6

15/16"3" 0,361 35446 2110

78

Page 79: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

DIAMETRO

CONEXIÓ

N

PESO

NOMINA

L

(LBS/PIE)

PESO

AJUSTAD

O

(KG/MT)

GRAD

O

CLASE

(TUBO)

RESIST.

TENSIO

N AL

90% EN

KG.

JUNTAS

(CLASE) ESPESO

R DE

PARED

TORSION

DE

ENROSQU

E (FT-LB)

AMPERAJ

EE

X

T.

INT.D.

EXT.

D.

INT.

NUEVA

54,00

0NC-50 25,60 40,06 E-75 NUEVA 216877 6 3/8" 3 1/2" 0,500 22337 1330

54,00

041,51 X-95 NUEVA 274711 6 1/2" 3" 0,500 28492 1696

54,00

042,19 G-105 NUEVA 303628 6 5/8" 2 3/4" 0,500 31703 1887

54,00

042,19 NUEVA 390379 6 5/8" 2 3/4" 0,500 31703 1887

NUEVA

54,00

040,06 E-75

PREMIU

M168682 6 3/8" 3 1/2" 0,500 22337 1330

54,00

041,51 X-95

PREMIU

M213664 6 1/2" 3" 0,500 28492 1696

54,00

042,19 G-105

PREMIU

M236155 6 5/8" 2 3/4" 0,500 31703 1887

54,00

042,19 S-135

PREMIU

M303628 6 5/8" 2 3/4" 0,500 31703 1887

PREMIUM

54,00

040,06 E-75

PREMIU

M168682

6

1/32"3 1/2" 0,500 20127 1198

54,00

041,51 X-95

PREMIU

M213664

6

7/32"3" 0,500 25569 1522

54,00

042,19 G-105

PREMIU

M236155

6

9/32"2 3/4" 0,500 27438 1633

54,00

042,19 S-135

PREMIU

M303628

6

9/32"2 3/4" 0,500 27438 1633

79

Page 80: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

DIAMETRO

CONEXIÓ

N

PESO

NOMINA

L

(LBS/PIE

)

PESO

AJUSTAD

O

(KG/MT)

GRAD

O

CLASE

(TUBO)

RESIST.

TENSIO

N AL

90% EN

KG.

JUNTAS

(CLASE) ESPESOR

DE

PARED

TORSION

DE

ENROSQU

E (FT-LB)

AMPERAJ

EEX

T.INT.

D.

EXT.

D.

INT.

NUEVA

5,0

00

4,27

6NC-50 19,50 31,12 E-75 NUEVA 161834 6 3/8"

3

3/4"0,362 18838 1121

54,27

631,94 X-95 NUEVA 204990 6 3/8"

3

1/2"0,362 22345 1330

54,27

632,66 G-105 NUEVA 226568 6 1/2"

3

1/4"0,362 25724 1531

54,27

633,67 S-135 NUEVA 291302 6 5/8"

2

3/4"0,362 31703 1887

NUEVA

54,27

631,12 E-75

PREMIU

M125871 6 3/8"

3

3/4"0,362 18838 1121

54,27

631,94 X-95

PREMIU

M159437 6 3/8"

3

1/2"0,362 22345 1330

54,27

632,66 G-105

PREMIU

M176219 6 1/2"

3

1/4"0,362 25724 1531

54,27

633,67 S-135

PREMIU

M226568 6 5/8"

2

3/4"0,362 31703 1887

PREMIUM

54,27

631,12 E-75

PREMIU

M125871 5 7/8"

3

3/4"0,362 15776 939

54,27

631,94 X-95

PREMIU

M159437

6

1/32"

3

1/2"0,362 19919 1186

54,27

632,66 G-105

PREMIU

M176219

6

3/32"

3

1/4"0,362 21914 1304

54,27

633,67 S-135

PREMIU

M226568

6

5/16"

2

3/4"0,362 28381 1689

80

Page 81: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

TUBERÍAS UTILIZADAS POR PERFORACIÓN PEMEX

DIÁMETRO

CONEXIÓ

N

PESO

NOMINA

L

(LBS/PIE)

PESO

AJUSTAD

O

(KG/MT)

GRAD

O

CLASE

(TUBO)

RESIST.

TENSIÓ

N AL

90% EN

KG.

JUNTAS

(CLASE) ESPESO

R DE

PARED

TORSIÓN

DE

ENROSQU

E (FT-LB)

AMPERAJ

EE

X

T.

INT. D. EXT.D.

INT.

NUEVA

4

1/

2

3,64

0NC-46 20,00 32,91 E-75 NUEVA 168692 6 1/4" 3" 0,430 19829 1180

33,61 X-95 NUEVA 213676 6 1/4" 2 3/4" 0,430 22436 1335

4

1/

2

3,64

033,90 G-105 NUEVA 236168 6 1/4" 2 1/2" 0,430 24815 1477

4

1/

2

3,64

034,16 S-135 NUEVA 303645 6 1/4" 2 1/2" 0,430 24815 1477

NUEVA

4

1/

2

3,64

032,91 E-75

PREMIU

M131205 6 1/4" 3" 0,430 19829 1180

4

1/

2

3,64

033,61 X-95

PREMIU

M166193 6 1/4" 2 3/4" 0,430 22436 1335

4

1/

2

3,64

033,90 G-105

PREMIU

M183687 6 1/4" 2 1/2" 0,430 24815 1477

4

1/

2

3,64

034,16 S-135

PREMIU

M236168 6 1/4" 2 1/2" 0,430 24815 1477

PREMIUM

4

1/

2

3,64

032,91 E-75

PREMIU

M131205 5 1/2" 3" 0,430 14288 850

4

1/

2

3,64

033,61 X-95

PREMIU

M166193

5

21/32"2 3/4" 0,430 18083 1076

4

1/

2

3,64

033,90 G-105

PREMIU

M183687

5

23/32"2 1/2" 0,430 19644 1169

4

1/

2

3,64

034,16 S-135

PREMIU

M236168

5

23/32"2 1/2" 0,430 19644 1169

81

Page 82: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

DIAMETRO

CONEXIÓ

N

PESO

NOMINA

L

(LBS/PIE)

PESO

AJUSTAD

O

(KG/MT)

GRAD

O

CLASE

(TUBO)

RESIST.

TENSIO

N AL

90% EN

KG.

JUNTAS

(CLASE) ESPESO

R DE

PARED

TORSION

DE

ENROSQU

E (FT-LB)

AMPERAJ

EE

X

T.

INT. D. EXT.D.

INT.

NUEVA

4

1/

2

3,82

6NC-46 16,60 27,37 E-75 NUEVA 135228 6 1/4" 3 1/4" 0,337 16997 1012

4

1/

2

3,82

628,13 X-95 NUEVA 171289 6 1/4" 3 1/4" 0,337 16997 1012

4

1/

2

3,82

628,13 G-105 NUEVA 189319 6 1/4" 3" 0,337 19829 1180

4

1/

2

3,82

628,44 S-135 NUEVA 243411 6 1/4" 2 3/4" 0,337 22436 1335

NUEVA

4

1/

2

3,82

627,37 E-75

PREMIU

M105177 6 1/4" 3 1/4" 0,337 16997 1012

4

1/

2

3,82

628,13 X-95

PREMIU

M133225 6 1/4" 3 1/4" 0,337 16997 1012

4

1/

2

3,82

628,13 G-105

PREMIU

M147248 6 1/4" 3" 0,337 19829 1180

4

1/

2

3,82

628,44 S-135

PREMIU

M189319 6 1/4" 2 3/4" 0,337 22436 1335

PREMIUM

4

1/

2

3,82

627,37 E-75

PREMIU

M105177

5

13/32"3 1/4" 0,337 12085 719

4

1/

2

3,82

628,13 X-95

PREMIU

M133225

5

17/32"3 1/4" 0,337 15035 895

4

1/

2

3,82

628,13 G-105

PREMIU

M147248

5

19/32"3" 0,337 16546 985

4

1/

2

3,82

628,44 S-135

PREMIU

M189319

5

/25/32"2 3/4" 0,337 21230 1264

82

Page 83: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

DIAMETRO

CONEXIÓ

N

PESO

NOMINA

L

(LBS/PIE)

PESO

AJUSTAD

O

(KG/MT)

GRAD

O

CLASE

(TUBO)

RESIST.

TENSIO

N AL

90% EN

KG.

JUNTAS

(CLASE) ESPESO

R DE

PARED

TORSION

DE

ENROSQU

E (FT-LB)

AMPERAJ

EE

X

T.

INT. D. EXT. D. INT.

NUEVA

3

1/

2

2,60

2NC-38 15,50 24,42 E-75 NUEVA 132044 5"

2

9/16"0,449 10163 605

3

1/

2

2,60

223,095 24,86 X-95 NUEVA 167256 5"

2

7/16"0,449 11106 661

3

1/

2

2,60

225,15 G-105 NUEVA 184862 5" 2 1/8" 0,449 13258 789

3

1/

2

2,60

226,16 S-135 NUEVA 237680 5" 2 1/8" 0,449 13258 789

NUEVA

3

1/

2

2,60

224,42 E-75

PREMIU

M102701 5"

2

9/16"0,449 10163 605

3

1/

2

2,60

224,86 X-95

PREMIU

M130088 5"

2

7/16"0,449 11106 661

3

1/

2

2,60

225,15 G-105

PREMIU

M143782 5" 2 1/8" 0,449 13258 789

3

1/

2

2,60

226,16 S-135

PREMIU

M184862 5" 2 1/8" 0,449 13258 789

PREMIUM

3

1/

2

2,60

224,42 E-75

PREMIU

M102701

4

17/32"

2

9/16"0,449 7785 463

3

1/

2

2,60

224,86 X-95

PREMIU

M130088

4

21/32"

2

7/16"0,449 9879 588

3

1/

2

2,60

225,15 G-105

PREMIU

M143782

4

23/32"2 1/8" 0,449 10957 652

3

1/

2

2,60

226,16 S-135

PREMIU

M184862

4

23/32"2 1/8" 0,449 10957 652

83

Page 84: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

TUBERIAS UTILIZADAS POR PERFORACIÓN PEMEX

DIAMETRO

CONEXIÓ

N

PESO

NOMINA

L

(LBS/PIE)

PESO

AJUSTAD

O

(KG/MT)

GRAD

O

CLASE

(TUBO)

RESIST.

TENSIO

N AL

90% EN

KG.

JUNTAS (CLASE)

ESPESO

R DE

PARED

TORSION

DE

ENROSQU

E (FT-LB)

AMPERAJ

EE

X

T.

INT. D. EXT. D. INT.

NUEVA

3

1/

2

2,76

4NC-38 13,30 20,52 E-75 NUEVA 111097 4 3/4"

2

11/16"0,368 9054 539

3

1/

2

2,76

419,817 21,47 X-95 NUEVA 140723 5" 2 9/16" 0,368 10163 605

3

1/

2

2,76

421,59 G-105 NUEVA 155536 5" 2 7/16" 0,368 11106 661

3

1/

2

2,76

421,88 S-135 NUEVA 199974 5" 2 1/8" 0,368 13258 789

NUEVA

3

1/

2

2,76

420,52 E-75

PREMIU

M86409 4 3/4"

2

11/16"0,368 9054 539

3

1/

2

2,76

421,47 X-95

PREMIU

M109451 5" 2 9/16" 0,368 10163 605

3

1/

2

2,76

421,59 G-105

PREMIU

M120972 5" 2 7/16" 0,368 11106 661

3

1/

2

2,76

421,88 S-135

PREMIU

M155536 5" 2 1/8" 0,368 13258 789

PREMIUM

3

1/

2

2,76

420,52 E-75

PREMIU

M86409 4 1/2"

2

11/16"0,368 7274 433

3

1/

2

2,76

421,47 X-95

PREMIU

M109451

4

19/32"2 9/16" 0,368 8822 525

3

1/

2

2,76

421,59 G-105

PREMIU

M120972

4

21/32"2 7/16" 0,368 9879 588

3

1/

2

2,76

421,88 S-135

PREMIU

M155536

4

13/16"2 1/8" 0,368 12614 751

84

Page 85: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

DIAMETRO

CONEXIÓ

N

PESO

NOMINA

L

(LBS/PIE)

PESO

AJUSTAD

O

(KG/MT)

GRAD

O

CLASE

(TUBO)

RESIST.

TENSIO

N AL

90% EN

KG.

JUNTAS

(CLASE) ESPESO

R DE

PARED

TORSION

DE

ENROSQU

E (FT-LB)

AMPERAJ

EE

X

T.

INT.D.

EXT.

D.

INT.

NUEVA

2

7/

8

2,15

1NC-26 10,40 16,03 E-75 NUEVA 87686 3 3/8" 1 3/4" 0,362 3438 205

2

7/

8

2,15

115,496 16,33 X-95 NUEVA 111069 3 3/8" 1 3/4" 0,362 3438 205

2

7/

8

2,15

116,33 G-105 NUEVA 122761 3 3/8" 1 3/4" 0,362 3438 205

2

7/

8

2,15

116,95 S-135 NUEVA 157835 3 3/8" 1 3/4" 0,362 3438 205

NUEVA

2

7/

8

2,15

116,03 E-75

PREMIU

M68200 3 3/8" 1 3/4" 0,362 3438 205

2

7/

8

2,15

116,33 X-95

PREMIU

M86387 3 3/8" 1 3/4" 0,362 3438 205

2

7/

8

2,15

116,33 G-105

PREMIU

M95481 3 3/8" 1 3/4" 0,362 3438 205

2

7/

8

2,15

116,95 S-135

PREMIU

M122761 3 3/8" 1 3/4" 0,362 3438 205

PREMIUM

2

7/

8

2,15

116,03 E-75

PREMIU

M68200

3

1/16"1 3/4" 0,362 2467 147

2

7/

8

2,15

116,33 X-95

PREMIU

M86387 3 1/4" 1 3/4" 0,362 3005 179

2

7/

8

2,15

116,33 G-105

PREMIU

M95481

3

9/16"1 3/4" 0,362 3279 195

2

7/

8

2,15

116,95 S-135

PREMIU

M122761

3

9/16"1 3/4" 0,362 3279 195

85

Page 86: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

DIAMETRO

CONEXIÓN

PESO

NOMINA

L

(LBS/PIE)

PESO

AJUSTAD

O

(KG/MT)

GRAD

O

CLASE

(TUBO)

RESIST.

TENSIO

N AL

90% EN

KG.

JUNTAS

(CLASE) ESPESO

R DE

PARED

TORSION

DE

ENROSQU

E (FT-LB)

AMPERAJ

EE

X

T.

INT.D.

EXT.

D.

INT.

NUEVA

2

7/

8

2,44

1NC-26 6,85 16,03 E-75 NUEVA 55596 3 3/8" 1 3/4" 0,217 3438 205

2

7/

8

2,44

110,2065 16,33 X-95 NUEVA 70422 3 3/8" 1 3/4" 0,217 3438 205

2

7/

8

2,44

116,33 G-105 NUEVA 77835 3 3/8" 1 3/4" 0,217 3438 205

2

7/

8

2,44

116,95 S-135 NUEVA 100073 3 3/8" 1 3/4" 0,217 3438 205

NUEVA

2

7/

8

2,44

116,03 E-75

PREMIU

M43242 3 3/8" 1 3/4" 0,217 3438 205

2

7/

8

2,44

116,33 X-95

PREMIU

M54773 3 3/8" 1 3/4" 0,217 3438 205

2

7/

8

2,44

116,33 G-105

PREMIU

M60538 3 3/8" 1 3/4" 0,217 3438 205

2

7/

8

2,44

116,95 S-135

PREMIU

M77835 3 3/8" 1 3/4" 0,217 3438 205

PREMIUM

2

7/

8

2,44

116,03 E-75

PREMIU

M43242

3

1/16"1 3/4" 0,217 2467 147

2

7/

8

2,44

116,33 X-95

PREMIU

M54773 3 1/4" 1 3/4" 0,217 3005 179

2

7/

8

2,44

116,33 G-105

PREMIU

M60538

3

9/16"1 3/4" 0,217 3279 195

2

7/

8

2,44

116,95 S-135

PREMIU

M77835

3

9/16"1 3/4" 0,217 3279 195

2

7/

2,15

1

WT-

26H,D.

10,4 15,63 G-105 NUEVA 122761 3 3/8" 1 3/4" 0,362 7000 417

86

Page 87: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

8

2

7/

8

2,15

115,63 S-135 NUEVA 157835 3 3/8" 1 3/4" 0,362 7000 417

87

Page 88: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

TUBERIAS UTILIZADAS POR PERFORACIÓN PEMEX

DIAMETRO

CONEXIÓ

N

PESO

NOMINA

L

(LBS/PIE)

PESO

AJUSTAD

O

(KG/MT)

GRAD

O

CLASE

(TUBO)

RESIST.

TENSIO

N AL

90% EN

KG.

JUNTAS

(CLASE) ESPESO

R DE

PARED

TORSION

DE

ENROSQU

E (FT-LB)

AMPERAJ

EE

X

T.

INT.D.

EXT.

D.

INT.

NUEVA

2

7/

8

2,15

1PH-6 10,40 16,03 E-75 NUEVA 87687 3 5/8" 2 1/8" 0,362 5625 335

2

7/

8

2,15

115,496 16,33 X-95 NUEVA 111070 3 5/8" 2 1/8" 0,362 5625 335

2

7/

8

2,15

116,33 G-105 NUEVA 122761 3 5/8" 2 1/8" 0,362 5625 335

2

7/

8

2,15

116,95 S-135 NUEVA 157836 3 5/8" 2 1/8" 0,362 5625 335

NUEVA

2

7/

8

2,15

116,03 E-75

PREMIU

M68201 3 5/8" 2 1/8" 0,362 5625 335

2

7/

8

2,15

116,33 X-95

PREMIU

M86388 3 5/8" 2 1/8" 0,362 5625 335

2

7/

8

2,15

116,33 G-105

PREMIU

M95481 3 5/8" 2 1/8" 0,362 5625 335

2

7/

8

2,15

116,95 S-135

PREMIU

M122761 3 5/8" 2 1/8" 0,362 5625 335

PREMIUM

2

7/

8

2,15

116,03 E-75

PREMIU

M68201 3 5/8" 2 1/8" 0,362 5625 335

2

7/

8

2,15

116,33 X-95

PREMIU

M86388 3 5/8" 2 1/8" 0,362 5625 335

2

7/

8

2,15

116,33 G-105

PREMIU

M95481 3 5/8" 2 1/8" 0,362 5625 335

2

7/

8

2,15

116,95 S-135

PREMIU

M122761 3 5/8" 2 1/8" 0,362 5625 335

88

Page 89: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

DIAMETRO

CONEXIÓ

N

PESO

NOMINA

L

(LBS/PIE)

PESO

AJUSTAD

O

(KG/MT)

GRAD

O

CLASE

(TUBO)

RESIST.

TENSIO

N AL

90% EN

KG.

JUNTAS

(CLASE) ESPESO

R DE

PARED

TORSION

DE

ENROSQU

E (FT-

LB)

AMPERAJ

EE

X

T.

INT.D.

EXT.

D.

INT.

NUEVA

2

3/

8

1,81

5NC-26 6,65 10,31 E-75 NUEVA 56542 3 3/8" 1 3/4" 0,280 3438 205

2

3/

8

1,81

59,9085 10,44 X-95 NUEVA 71620 3 3/8" 1 3/4" 0,280 3438 205

2

3/

8

1,81

510,44 G-105 NUEVA 79159 3 3/8" 1 3/4" 0,280 3438 205

2

3/

8

1,81

5S-135 NUEVA 101776 3 3/8" 1 3/4" 0,280 3438 205

NUEVA

2

3/

8

1,81

510,31 E-75

PREMIU

M43977 3 3/8" 1 3/4" 0,280 3438 205

2

3/

8

1,81

510,44 X-95

PREMIU

M55705 3 3/8" 1 3/4" 0,280 3438 205

2

3/

8

1,81

510,44 G-105

PREMIU

M61568 3 3/8" 1 3/4" 0,280 3438 205

2

3/

8

1,81

5S-135

PREMIU

M79159 3 3/8" 1 3/4" 0,280 3438 205

PREMIUM

2

3/

8

1,81

510,31 E-75

PREMIU

M43977

3

1/16"1 3/4" 0,280 2467 147

2

3/

8

1,81

510,44 X-95

PREMIU

M55705 3 1/4" 1 3/4" 0,280 3005 179

2

3/

8

1,81

510,44 G-105

PREMIU

M61568

3

9/16"1 3/4" 0,280 3279 195

2

3/

8

1,81

5S-135

PREMIU

M79159

3

9/16"1 3/4" 0,280 3279 195

TUBERIA PESADA (HEAVY WATE)

89

Page 90: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

DIAMETRO

CONEXIÓ

N

PESO

NOMINA

L

(LBS/PIE)

PESO

AJUSTAD

O

(KG/MT)

GRAD

O

RECALCAD

O CENTRAL

(plg)

RESIST.

TENSIO

N AL

90% EN

KG.

JUNTAS

(CLASE) ESPESO

R DE

PARED

TORSION

DE

ENROSQU

E (FT-LB)

AMPERAJ

EE

X

T.

INT.D.

EXT.

D.

INT.

53,00

0NC-50 50,00 74,50 D-55 5 1/2" 314159 6 1/2"

3

1/16"1,000 29400 1750

4

1/

2

2,75

0NC-46 42 62,58 D-55 5" 249118 6 1/4" 2 7/8" 0,875 21800 1298

3

1/

2

2,06

3NC-38 26 38,74 D-55 4" 157003 6 3/8" 3 1/2" 0,719 9900 589

FLECHAS HEXAGONALES Y CUADRADAS

DIAMETRO CONEXIÓN

PESO NOMINAL KG AMP.

TORSION DE ENROSQUE LBS/PIE

EXT

.INT. PIÑON CAJA CAJA PIÑON

5

1/43 NC-50 6 5/8" REG IZQ. 1160 1756 50000 29500

4

1/42,250 NC-38 6 5/8" REG IZQ. 791 589 50000 9900

3

1/22,250 NC-38 6 5/8" REG IZQ. 600 589 50000 9900

3

1/22,250 NC-38 4 1/2"REG IZQ. 600 729 16700 12255

2

1/21,500 NC-26 4 1/2"REG IZQ. 359 252 20600 4230

LASTRABARRENAS DE DIFERENTES DIAMETROS

DIAM.

EXT.DIAM. INT.

PESO

LBS/PIE

PESO

KGS/MT.CONEXIÓN

TORQUE

(LBS/PIE)

3 1/8" 1" 23 34,27 2 3/8" REG. 3000

3 3/4" 1 1/2" 32 47,68 2 7/8" REG. 4900

4 1/8" 2" 35 52,15 NC-31 6800

4 3/4" 2" 50 74,5 NC-35 10800

90

Page 91: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

4 3/4" 2 1/4" 47 70,03 NC-35 9200

4 3/4" 2 1/4" 47 70,03 NC-38 9900

5" 2 1/4" 53 78,97 NC-38 12800

5" 2" 56 83,44 NC-38 13800

6 1/4" 2 13/16" 83 123,67 NC-46 22200

6 1/2" 2 13/16" 92 137,08 NC-46 22900

7 1/4" 2 13/16" 119 177,31 5 1/2" REG. 36000

7 3/4" 2 13/16" 139 207,11 6 5/8" REG. 53400

8" 2 13/16" 150 223,5 6 5/8" REG. 53000

9 1/2" 3" 217 323,33 7 5/8" REG. 88000

9 1/2" 3 1/4" 213 317,37 7 5/8" REG. 83000

11" 3 1/4" 295 439,55 8 5/8" REG. 129000

11" 3" 299 445,51 8 5/8" REG. 129000

91

Page 92: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

APRIETE RECOMENDADO PARA BNA'S TRICONICAS Y DE DIAMANTE

DIAMETRO DE LAS

BARRENAS (plg)

TAMAÑO DEL PIÑON A.P.I.

REG. (plg)

TORQUE RECOMENDADO

LBS/PIE KGS/MT.

MIN. MAX. MIN. MAX.

36"-20" 8 5/8" 40.000 60.000 5.530 8.300

18 1/2"-14 3/4" 7 5/8" 34.000 40.000 4.700 5.530

12 1/4"-8 5/8" 6 5/8" 28.000 32.000 3.870 4.420

8 1/2"-8 1/4" 4 1/2" 12.000 16.000 16.660 2.210

6 1/2"-5 5/8" 3 1/2" 7.000 9.000 970 1.240

4 1/8"-4" 2 3/8" 3.000 3.500 410 480

92

Page 93: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera…

Conclusiones

Este manual se fue construyendo por el autor a medida que realizaba las encomiendas que

se le encargaban en la vida profesional.

En las instituciones de enseñanza discute uno, por lo general, con estudiantes y maestros

que tienen un nivel adecuado de preparación en matemáticas y física. Sin embargo, en la

vida profesional nos tenemos que comunicar con personas de diferente nivel cultural o de

diferente cultura. Esta comunicación no siempre es sencilla. La visión que tiene una

persona que no estudió ingeniería o física-matemáticas a nivel licenciatura es diferente.

Pasa igual que en la construcción cuando se quiere comunicar a personal de campo no bien

preparado un detalle en la obra, por lo general observamos que el personal de campo no

dibuja los detalles como se hace en la vida profesional. Sus dibujos son más semejantes a

los realizados por los niños pequeños. Esta semejanza no es fortuita, es precisamente la

forma en que se construye el conocimiento. Así, debe uno tratar al personal de campo

según su nivel de conocimientos, entender que para ellos hay conceptos que no están claros

como pueden ser los de velocidad, volumen, superficie, etc. Y explicarlos de la forma más

simple y práctica.

Este manual cumple con una función muy específica, es la de ayuda a personal de campo

en la perforación de pozos petroleros, en una forma simple y rápida para responder a las

necesidades del campo.

93

Page 94: tesis Perforacion-Petrolera

Formulario y conceptos básicos para una perforación petrolera

Bibliografía

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Continental.

Schlumberger, Manual de cementación, junio 2004.

Tejeda, A. J. Ingeniería de cementaciones, subdirección de perforación y mantenimiento de pozos, e instituto mexicano del petróleo, 2006.

Pemex, manual de I.T.P. y coordinador de perforación y mantenimiento de pozos, primera edición 2003.

Pemex, manual de ayudante de perforador (cabo), perforador y malacatero, junio2003.

Schlumberger, mecanismo de desplazamiento en cementaciones primarias.

Mccray, A. and Cole, Tecnología de la perforación de pozos petroleros.

Schlumberger, drilling school, septiembre 2001.

Pemex, procedimientos de operación de ingeniería petrolera, septiembre 1999.

Pemex, diseño de tubería de revestimiento, junio2003.

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