MWD

Drilling design2.1 SELECcION optima del pesop del lodo 2.1.1 IntroduccionThe specific nomenclature used in Section 2.1 is as follows:ECD = equivalent circulating density r = Pw = borehole pressure= tangential (hoop) stress v = vertical stressa = average horizontal in-situ stress Pwf = fracturing pressure P0 = pore pressure.

En esta seccin los problemas del pozo, tales como fractura, colapso, prdida de circulacin , atascamiento diferencial y otros se discuten en un contexto mecnica de la roca. Se muestra que mediante el mantenimiento de la densidad del lodo cerca del nivel de las tensiones in situ, la mayor parte de los problemas de la pared del pozo se reduce al mnimo. Una metodologa de diseo llamado " el principio de una lnea media " se deriva . El caso del campo se incluye en este captulo tambin se demuestra una reduccin de los problemas de perforacin mediante el uso de esta metodologa. Adems de los problemas durante la perforacin, el aislamiento por zonas en el depsito se identifica como una consecuencia crucial de problemas en el pozo.La figura 2.1 muestra especficamente el objetivo de este captulo. El horario de bajo peso barro tradicionalmente se ha utilizado principalmente para fines de estimacin de la presin de poro, sino tambin porque uno cree que un bajo peso al lodo aument la tasa de perforacin. El calendario de alto peso barro se ha utilizado en pozos de problemas , y en pozos muy desviados , pero en una medida limitada debido al miedo de perder la circulacin , y de adherencia diferencial . Vamos a demostrar que ninguno de estos dos enfoques se prefieren desde el punto de vista de la estabilidad del pozo . De hecho , la " lnea media " peso del lodo tambin se muestra en la Figura 2.1 es beneficioso , y proporcionar una ptima comn para muchos de los parmetros del proceso de perforacin2.1.2 PROBLEMAS EN EL POZO Muchos elementos afectan el xito de una operacin de perforacin. Dado que la funcin principal de una plataforma de perforacin es para penetrar y para sellar formaciones, cualquier fallo tcnico sola puede detener este avance causando con ello un gasto adicional . El costo de una operacin de perforacin off shore es dictado por la velocidad de perforacin. Por lo tanto , el xito de una operacin de perforacin es fuertemente dependiente de evitar los problemas que causan el tiempo de inactividad . puede detener este avance causando con ello un gasto adicional . El costo de una operacin de perforacin off shore es dictado por la velocidad de perforacin. Por lo tanto , el xito de una operacin de perforacin es fuertemente dependiente de evitar los problemas que causan el tiempo de inactividad .Bradley et al (1990) trajo problemas de pozos en una perspectiva ms amplia de identi ficar el elemento humano como un factor clave para evitar situaciones de tuberas atascadas . Adems de las buenas prcticas de ingeniera , la cultura operativa puede , por tanto, tambin afectan fuertemente el resultado de un problema potencial de pozo. Adems, vamos a sealar los aspectos tcnicos de los problemas de pozos ni comprendidas en este captulo. Aunque la seleccin del peso del lodo es un factor clave , elementos relacionados requieren de una buena planificacin tambin. Ejemplos de ello son el torque y arrastre consideraciones en la planificacin de ruta , as como se analiza por Sheppard et al (1987 ), y evaluacin de la experiencia atascamiento de la tubera como se comenta por Hemkins ( 1987 ) . Por supuesto, la limpieza del pozo y las prcticas de escariado tambin deben ser adecuados. No vamos a dar una explicacin detallada de todos los dems elementos , slo sealar el hecho de que ningn elemento sustituye una buena planificacin en general bien .Con la vista anterior en mente , vamos a proceder con el tema principal , la seleccin ptima del peso del lodo .

Pressure Gradient

Figure 2.1 Typical mud weights used.

Higher mud weight, the whole truth?El peso del lodo es un factor clave en una operacin de perforacin. La diferencia entre el xito o el fracaso est casi siempre ligado al programa de la densidad del lodo. Demasiado bajo un peso del lodo puede resultar en colapso y llenar los problemas, mientras que demasiado alto un peso del lodo puede dar lugar a prdidas de lodo o adherencia del tubo. En un intento para atar efectos de alto peso barro a los problemas de perforacin.

ElementAdvantageDebaubleDisadvantage

Reduce borehole collapseX

Reduce fillXX

Reduce pressure variationsX

Reduce washoutXX

Reduce tight holeXX

Reduce clay swellingXX

Increase differential stickingXX

Increase lost circulationX

Reduced drilling rateXX

Expensive mudX

Poor pore pressure estimationXX

Table 2.1 was defined, showing some beneficial effects of mud weight.The elements of Tabic 2.1 will briefly be discussed below:

Colapso de la perforacin . Es bien sabido que el colapso del pozo se produce cuando el peso del lodo es demasiado bajo porque la tensin circunferencial alrededor de la pared del agujero es muy alta , a menudo resulta en un fracaso roca ( Aadnoy y Chencvert , 1987 ) . El recurso ms importante es a menudo para aumentar el peso del lodo .

Rellenar. Rellene es el problema de la limpieza del pozo. Los esquejes o fragmentos colapsadas pueden acumularse en la parte inferior del pozo y dar lugar a problemas tales como la imposibilidad de llegar a la parte inferior con la carcasa. Rellene se asocia comnmente con la tasa de flujo y la capacidad de carga del lodo. Tambin hay una fuerte conexin con la qumica de barro.Por tanto, un aumento de peso del lodo debe reducir el potencial para el colapso del pozo , reduciendo as el potencial de relleno .

Las variaciones de presin . Si el peso del lodo se mantiene ms constante , el pozo se somete a presiones ms estticas . Como las variaciones de presin pueden conducir a fallas de pozos (un efecto tipo de fatiga ) , se debe preferir un peso del lodo ms alto y ms constante. Adems de mantener un peso del lodo ms constante, la densidad de circulacin equivalente (ECD ) y el aumento de las presiones y limpiando deben mantenerse dentro de unos lmites .

Los derrumbes . La teora detrs de lavado pozo de sondeo es que la accin de chorro a travs de las boquillas de bits hidrulicamente erosionar la pared del pozo de distancia . El resultado se cree a menudo para ser un pozo de sondeo ampliada de tamao considerable .Creemos que es difcil de lavar hidrulicamente a cabo una roca consolidada a una profundidad de varios kilmetros . Lo que a veces puede suceder es que el peso del lodo es demasiado baja , lo que resulta en una pared del agujero fallado. Por consiguiente, el lavado es a menudo realmente un colapso . La accin hidrulica slo elimina los fragmentos ya rotas. Los estudios de campo han demostrado que al aumentar la densidad del lodo por una pequea cantidad , el resultado es un agujero en calibre , a pesar de la misma velocidad de flujo alta .

Estrecho agujero . Un alto peso lodo va a equilibrar las tensiones de rock y mantener el pozo ms en calibre . Sin embargo , todava es posible que el agujero disminuye de dimetro el primer da despus de que se perfora por la hinchazn , que an requieren viajes por frotacin o back- escariado . Por lo tanto , proponemos para permitir un aumento en el peso del lodo , pero no una reduccin . Estrecho agujero tambin puede ser causada por relleno de embalaje alrededor del fondo del pozo y el ensamblaje, combinada con curvas cerradas .Como se muestra ms adelante en este trabajo, las condiciones de agujeros apretados se pueden reducir o elimi nados mediante el aumento de la densidad del lodo . Sin embargo ; limpieza de sonido o prcticas back- escariado todava deben mantenerse.

Hinchazn Clay(arcilla, arenizca). Los cambios en la filosofa qumica de los fluidos se han visto ( Clark ( 1976 ) , O'Brien y : Chenevert ( 1973 ) , Simpson et al ( 1989 ) y Steiger ( 1982 ) ) . Una buena revisin de la qumica de los fluidos est dada por Santarelli y Carminati ( 1995 ) . Un problema clave ha sido la de inhibir las arcillas reactivas , ya que a menudo contribuyen al pozo problemas como el colapso. Sin embargo , la experiencia indica que un campo suficientemente alta densidad del lodo puede en algunos pozos de mantener el agujero estable incluso con un grado reducido de inhibicin qumica , siempre que el tiempo de exposicin agujero abierto es corto . Por lo tanto , el problema de hinchamiento de arcilla se debe reducir mediante el aumento de la densidad del lodo . Sin embargo , algunos pozos parecen mostrar agrandamiento del agujero , independientemente de la presin del pozo.

Pegamiento diferencial. Un aumento de la densidad del lodo conducir a una mayor presin sobre equilibrio, y el conjunto de perforacin ser ms fcilmente sometida a la diferencia de que se pegue. Desde este punto de vista un alto peso de lodo es perjudicial.Sin embargo, tambin es cada vez ms claro que lo que a veces creemos que es la adherencia diferencial suele ser algo ms. Contraer y rellene puede empacar todo el fondo del pozo - ensamblado resultante en la adherencia , y apretado agujero puede ser otro factor contribuyente . Adems, si tenemos capas intermitentes de lutitas y areniscas , las lutitas a menudo pueden colapsar , dejando al descubierto la arena directamente hacia el conjunto de perforacin .La figura 2.2a muestra una seccin del pozo donde hay brotes en las capas de esquisto , pero en calibre largueros de arena en el medio. Esta situacin es altamente sensible a la diferencia de adherencia debido a la exposicin de arena . Figura 2.2b se ilustra la misma situacin con un agujero ingauge . Dado que todas las capas son ahora en calibre , es posible que el contacto entre el agujero y el conjunto de perforacin se produce en las capas de esquisto , as , reducir el potencial de atascamiento diferencial en las capas de arena

Se prefiere un alto peso de lodo desde un punto de vista colapso . Sin embargo, un alto peso de lodo puede , en general, aumentar la probabilidad de atascamiento diferencial . Aqu hay un conflicto potencial , que puede ser manejado por mantener el peso del lodo por debajo del nivel crtico de atascamiento diferencial .La prdida de circulacin . A veces, un larguero dbil o un fallo es penetrado resulta en la prdida de los fluidos de perforacin . En general , las densidades de lodo deben mantenerse por debajo de este lmite crtico . Formaciones tambin fracturado puede establecer restricciones en la densidad del lodo , como se comenta por Santarelli y Dardeau ( 1992 ) .Reduccin de la tasa de perforacin. Se cree comnmente que una alta sobrebalance resulta en una perforacin lenta . Es nuestra opinin que la tasa de perforacin es principalmente una caracterstica formacin y que el efecto de sobre balance es de menor importancia . Una reduccin en la tasa de perforacin tambin se debe medir contra el costo de los problemas de la pared del pozo .Costo de barro . Un programa de barro peso ms alto es a menudo ms caro . Este coste adicional es generalmente insignificante si resulta en menos problemas de perforacin .Estimacin de la presin de poro . Durante la perforacin del gelogo estima la presin de poro utilizando diversos criterios. Un factor de especial preocupacin es la grabacin de un exceso de gas. Esto ayuda a cuantificar la presin de poros en la profundidad particular . Un alto peso barro puede suprimir las lecturas de la gasolina . Un alto peso barro no puede ser , pues, preferible durante la perforacin wildcat . Durante la perforacin de produccin de este requisito es a menudo se relaj .Mud Resumen Peso . De la discusin anterior se puede concluir que un rel tivamente alta densidad del lodo es aceptable y preferible desde muchos puntos de vista . Sin embargo, la especial preocupacin tiene que ser pagado a: prdida de circulacin adherencia diferencial fondo lecturas de gas en la perforacin de exploracin formaciones naturalmente fracturadosAdems, la qumica de barro no debe ser descuidado. Hemos asumido un sistema de lodo inhibido en la discusin anterior . Tabla 2.2 resume algunas conexiones posibles entre los diversos problemas de la perforacin . Tenga en cuenta que el peso del lodo es un denominador comn entre estos.De la discusin anterior , es evidente que el peso del lodo debe ser, preferentemente, en la parte alta . Sin embargo , todava tenemos una ventana de densidad del lodo de ancho. La figura 2.3 muestra el rango de peso de lodo permisible. En muchos pozos este rango permisible puede ser muy amplia , por lo que hay una clara necesidad de limitar esta gama an ms . Esto se llevar a cabo en la siguiente .las propiedades del lodoLas propiedades del lodo importantes para minimizar los problemas de pared agujero incluyen: inhibicin qumica Baja prdida de filtrado en zonas permeables Revestimiento en zonas impermeables 8 Modern well designTable 2 2 Likely relations between some borehole problems.ProblemCollapseFillWashoutTight holeDiff. stick Lost circ.

CollapseX

FillXXX

WashoutXX

Tight holeXXX

Diff. stick.XXXX

Lost circ.X

Pressure Gradient

figure 2.3 Allowable mud weight range considering common borehole problems.

Otra propiedad muy importante del fluido de perforacin puede ser descrito de la siguiente manera . La experiencia demuestra que el nuevo fluido de perforacin exacerba ciones de fracturamiento / perdido situaciones circulacin. Durante fugas probando que es nuestra experiencia que utiliza barro da valores de fugas mayores que nueva barro. Esto se cree que es causada por el contenido de slidos a partir de esquejes perforados . Por lo tanto , un criterio de diseo aplicado es para aumentar gradualmente el peso del lodo para asegurar que no son slidos perforados presentes . En una nueva seccin de pozo uno , por lo tanto por lo general comienza con un peso del lodo inferior. Despus de perforar a unos 100 m por debajo de la zapata anterior, el peso del lodo se incrementa gradualmente . Se cree que mediante el uso de este procedimiento hemos evitado posibles situaciones de prdida de circulacin . En la Seccin 2.1.3 se demostrar las aplicaciones prcticas de estas observaciones.

2.1.2 Mecnica de rocasTensiones que actan sobre la pared del pozoLa ecuacin Kirsch se utiliza comnmente para calcular las tensiones de todo el pozo de sondeo . El nivel de estrs define la carga sobre la pared del pozo , y la resistencia de la roca define la resistencia para soportar esta carga . Varias publicaciones han escrito sobre este tema , y McLean Sc Addis ( 1988 ) y Aadnoy y Chenevert (1987) da una buena panormica .Est bien establecido que la estabilidad de un pozo se divide en dos grupos principales : fracturamiento de pozos de sondeo a presiones altas . Esto es en realidad un fallo por tensin , donde la consecuencia puede ser la prdida de la circulacin . En un control de la presin situ cin que es motivo de preocupacin, y la perforacin puede ser detenido hasta que se restableci la circulacin. Colapso de sondeo a presiones de pozos bajos. Este es un fallo de cizallamiento causadas por la alta tensin circunferencial alrededor del agujero , superior a la fuerza de la roca . Hay muchas variaciones de la fenmeno colapso . En algunos casos, la roca puede dar como resultado apretado agujero . En otros casos se puede producir una falla ms catastrfica que resulta en el colapso, que a su vez puede conducir a problemas de limpieza de los orificios.La figura 2.4 ilustra las tensiones que actan sobre la pared del pozo cuando la presin del lodo es variada . La figura 2.4a muestra las tres tensiones principales que actan sobre el pozo. La tensin radial que acta sobre la pared de la perforacin es en realidad la presin ejercida por el fluido de perforacin . El esfuerzo axial es igual a la carga de sobrecarga para un pozo vertical . Sin embargo , alrededor de la circunferencia del agujero de la tensin tangencial est actuando . Esto tambin se llama la tensin circunferencial . Esta tensin depende en gran medida de la presin del pozo . Como ecuaciones , estos tres tensiones pueden en su forma ms simple puede expresar como:La carga radial : = PwTensin tangencial : = 2a - Pw ( 2.1)Tensin vertical: v = constanteFigura 2.4b ayuda a entender los mecanismos de falla del pozo en el contexto de los esfuerzos de la pared del pozo . Los tres componentes de la tensin se representan como una funcin de la presin del pozo . El esfuerzo vertical , o la sobrecarga , no se ve influida por el peso del lodo y se mantiene constante . La tensin radial es igual a la presin del pozo y tiene por lo tanto una pendiente unidad en el diagrama . El esfuerzo tangencial disminuye con el aumento de la presin del pozo.A presiones de pozos bajos , el esfuerzo tangencial es alta. Puesto que existe una diferencia significativa entre el radial y esfuerzo tangencial , surge un considerable esfuerzo de cizallamiento . Este es el esfuerzo de corte que en ltima instancia resulta en el colapso del pozo. En la alta presin del pozo , por otro lado , la tensin tangencial entra en tensin . Dado que las rocas son dbiles en la tensin, el pozo se fracture a presiones de pozo de alta , por lo general resulta en una fractura axial. Estos dos tipos de fallo se indican en la figura 2.4b . Modos de fallo ms complejos pueden ser evaluados ( Maury, 1993 ) , pero esto no se llevarn a cabo aqu .De la discusin anterior , se observa que las presiones de pozos de baja y alta pro ducir condiciones de alto estrs y traer el agujero

Figure 2.5 Efectos de la variacion de la presion en el pozo(a) El peso del lodo igual a (b) El peso del lodo inferior a (c) El peso del lodo ms alto que el esfuerzo horizontal el esfuerzo horizontal del esfuerzo horizontal

Tener una presin de fugas y una presin de poro, se alcanza la presin de fracturacin cuando la tensin circunferencial efectiva es cero, o O $ - Pn = 0 a partir de la ecuacin (2.1). Los siguientes resultados de la ecuacin (Aadnoy y Chenevert, 1987):

El esfuerzo horizontal media es igual a la presin media entre la ING Fractura y la presin de poro . Una situacin de estrs tectnico con esfuerzos horizontales no hidrostticos da un panorama ms complejo . Un breve ejemplo se da al final del captulo. Sin embargo , el mtodo propuesto tambin podra ser utilizado en este caso , como dient la GRA fracturacin toma implcitamente tanto a la situacin de estrs real y la inclinacin del pozo en cuenta . Por ejemplo , para un gradiente as la fractura diseo desviado puede ser corregido para la inclinacin del pozo ( Aadnoy y Larsen , 1989 ) . Esto se discutir en la Seccin 3.2 .La ecuacin ( 2.2 ) puede explicar algunos de los problemas de pozos que acabamos de discutir . Primero vamos a discutir las implicaciones. Suponemos que se conocen los elementos de la ecuacin ( 2.2 ) , y a , en la siguiente , discutir lo que sucede si el peso real de barro es igual a , menor que , o mayor que la tensin in situ de la ecuacin ( 2.2 ) . La Figura 2.5 ilustra las respuestas de diversa densidad del lodo .La figura . 2.5a . Con un peso de lodo igual a la cra esfuerzo horizontal , la roca circundante inmediata se ve alterado por la perforacin del agujero. Este es el peso ideal de lodo , y el dimetro del agujero se mantendr constante .La figura . 2.5b . Con un peso de lodo inferior al oa la tensin horizontal, la tensin ser localmente cambiar. Una tensin circunferencial se crea haciendo que el pozo de sondeo a la disminucin en el dimetro . Esto puede resultar en :colapso del pozo o agujero apretado12 diseo bien modernoLa figura . 2.5c . El uso de un peso del lodo ms alta que la OA esfuerzo horizontal , la presin del pozo tender a aumentar el dimetro del agujero , en ltima instancia, causando fractura si el peso del lodo llega a ser demasiado alta .Como implcita de la discusin anterior , el peso del lodo / relaciones de tensin de pozo pueden utilizarse para describir los problemas de pozos comunes. Esto puede ser definido como el principio de la lnea mediana , que se define por la ecuacin ( 2.2 ) :El punto medio entre la presin de fracturacin y la presin de poro define la presin de pozo de sondeo que es igual al ideal in situ estrs. El mantenimiento de la presin del lodo cerca de este nivel provoca menos alteraciones en la pared del pozo.El principio de la lnea mediana ser en la siguiente se utiliza para definir los pesos real del fango para ser utilizado en una operacin de perforacin .El principio de una lnea mediaLa figura 2.6 muestra grficos gradiente de presin de un pozo. Esto primero se utiliza para dar una descripcin general, entonces se utilizar en una discusin sobre los problemas de perforacin en la Seccin 2.1.4 . Se muestran los cinco gradientes de presin . La lnea media se dibuja con la ecuacin definida anteriormente ( 2,2 ) . Los asientos de la carcasa se seleccionan sobre la base de : Gradiente de Fractura de poro y el gradiente de presin pronstico Escenario de Kick Selle los intervalos de circulacin probablemente perdidos Minimizar los efectos de los problemas de estabilidad del pozo Consideraciones de aterrizaje de la carcasaA continuacin, la seleccin de la densidad del lodo para cach de los intervalos se describir. Detalles sobre la geologa se pueden encontrar en Dahl & : Solli ( 1992 ) .El 26/24 pulg agujero. La carcasa 30 pulg conductor est configurado con unos 100 m de penetracin . El gradiente de fractura por debajo de la carcasa de 30 pulgadas es bastante baja . Por lo tanto , en el agujero de 26/24 pulg el peso del lodo est por debajo de la lnea media durante la mayor parte del intervalo.El 16 pulg intervalo de carcasa . La perforacin a cabo por debajo de la 18-5/8 pulg carcasa , el peso del lodo de la Figura 2.6 est por debajo de la lnea media , por dos razones principales : Para dar tiempo al agujero abierto antes de aumentar el peso del lodo para reducir al mnimo el riesgo de romper por debajo de la zapata de tubera de revestimiento. Es preferible tener un peso bajo el barro durante la prueba de fugas -off . La grfica de presin de fugas cubre un rango de presin mayor, mejorar la interpretacin .Despus de la perforacin por debajo de la 18 5/8 pulg carcasa en alrededor de 100 m , el peso del lodo se aumenta gradualmente a superar la lnea media , y se mantuvo anteriormente para el resto de la seccin . La razn principal para alojarse por encima de la lnea media es reducir al mnimo las condiciones apretado agujero .La 12-1/4 pulg agujero. Cuando se perfora a continuacin el 13-3/8 pulgadas, carcasa de circulacin se perdi en varios pozos . La figura 2.6 muestra el enfoque actual en el que el peso del lodo es inicialmente por debajo de la lnea media . Despus de perforar a 100 m, se intenta mantener el peso del lodo por encima de la lnea de medio para el resto de la seccin. Sin embargo, en la parte inferior, el peso del lodo de la Figura 2.6 gotas debajo de la lnea de media por las siguientes razones: Para minimizar el riesgo de prdida de circulacin. Para minimizar el riesgo de atascamiento diferencial.

Figure 2.6 Pressure gradients for a well.

.El agujero de 8 a 1/2 pulgadas La ltima seccin de la Figura 2.6 penetra en el depsito. En este caso, el peso del lodo es mxima , y que se mantiene constante en toda la seccin . La prdida de circulacin y las experiencias diferenciales de friccin se ha traducido en el uso de un peso del lodo debajo de la lnea media en la seccin de depsito .Un comentario final sobre la solicitud : En una seccin de pozo abierto slo se debe aumentar el peso del lodo , y no disminuido , ya que podran producirse agujero de la derecha . Por otra parte , tenemoselegido para aumentar la densidad del lodo en pasos de 0,05 g / cm \ para la conveniencia del ingeniero de barro.2.1.2 casos de estudio de campoDe los seis pozos perforados previamente , tres fueron perforados en funcin del perfil de alto peso barro se muestra en la Figura 2.1 , y los ltimos tres pozos fueron perforados de acuerdo con el principio de la lnea mediana . En lo que sigue , las tres secciones inferiores de uno de cada grupo se discutirn brevemente desde un punto de vista problema de perforacin .Bueno 3 ( perfil alto peso de lodo ) . En la seccin de 16 pulgadas, el peso del lodo fue inicialmente1.2 S.G. , pero aument hacia 1.45 S.G. aproximadamente a 1.300 m . No se observ el agujero apretado durante la perforacin, pero tambin el viaje en aproximadamente 1.500 limpiaparabrisas ma mostr una sobretraccin 50 ton . Despus de la perforacin hasta la profundidad final de la seccin, un viaje de limpiaparabrisas a 1.400 m mostr una sobretraccin 30 ton . Un viaje de limpiaparabrisas final despus de la tala provocado problemas graves apretado agujero y el agujero tuvo que ser ensanchado . Despus de aumentar el peso del lodo a 1,51 sg , el agujero no era estrecho , a excepcin de la parte inferior 100 metros . Debido a estos problemas , la carcasa se instal 79 m por encima de la profundidad prevista del zapato .Se crea que un aumento de la densidad del lodo ms gradual empujara sucesivamente el agujero abierto , lo que resulta en menos apretado agujero . En realidad se utiliz esta estrategia en los pozos 4 , 5 y 6 , este ltimo siendo discutido en la siguiente .Bueno 6 (principio de lnea media ) . Los gradientes de presin para este pozo se muestran en la Figura 2.6 . Este fue el ltimo de los seis pozos perforados con anterioridad . Por lo tanto , muchos parmetros estn optimizados tales como la composicin de lodo de perforacin , la qumica , las prcticas operacionales , y muchos otros factores . El horario de la densidad del lodo tambin se ha optimizado en base a experiencias previas.La figura 2.6 muestra los gradientes de presin resultantes en bien 6 . Justo antes de terminar esta bien el programa carcasa fue alterado para eliminar el revestimiento de 7 pulgadas , lo que result en el establecimiento del 9 5/8 carcasa a TD . Adems , el programa de extraccin de muestras se dej caer .La seccin 16 pulgadas fue perforado y entubado con problemas reportados. El peso del lodo se increment gradualmente , en contra de pozo 3 , donde una ms constante de alto peso barro dio condiciones apretado agujero .En el 12 1/4 pulg seccin , se registraron condiciones apretado agujero de poca importancia , pero un aumento de peso leve barro y escariado curan los problemas. El peso del lodo se mantuvo por debajo de la lnea media durante la mayor parte de los 12 1/4 pulg seccin debido al temor a la diferencia de que se pegue. No se inform de incidentes de prdida de circulacin . Las condiciones apretado agujero identificados en el pozo 3 son mucho ms graves que los reportados en el pozo 6 . En el pozo 3 , el punto de carcasa tuvo que ser cambiado, pero los efectos similares no se observaron en el pozo 6 .En la seccin de depsito , el peso del lodo tambin se mantuvo por debajo de la lnea media . No se inform el estrecho agujero significativo. Sin embargo , hubo varios signos de posible adherencia diferencial , lo que indica que el peso del lodo es , posiblemente, en la parte alta . Sin embargo , el margen de subida ( a una profundidad de agua de aproximadamente 300 m) restringe las posibilidades de reduccin de la densidad del lodo considerablemente , ya que limita la ventana operativa entre la presin de poro y los gradientes de presin de fracturamiento . El margen de subida se explica en el apartado 4.2.4

El horario de la densidad del lodo se ha variado durante la perforacin de los seis pozos de produccin. Los ltimos tres pozos han sido perforados utilizando el diseo mediana densidad del lodo lnea . La figura 2.7 muestra el tiempo de escariado especfica para cada uno de los seis pozos . Un tiempo considerable se gast escariado las secciones de pozos abiertos de los primeros tres pozos , mientras que los ltimos tres pozos slo necesitan un poco de escariado . Una reduccin gradual es aparente , con el ltimo pocillo que tiene slo escariado menor. Creemos que el programa de la densidad del lodo es un contribuyente significativo aqu . La cantidad de escariado necesaria se considera una medida de la condicin general del pozo de sondeo .2.1.2 Aplicacin del principio de la lnea mediaProblemas de pozos comunes son discutidos y evaluados en un contexto de mecnica de rocas . El resultado es el "principio de una lnea media " , que simplemente dice que el peso del lodo debe mantenerse cerca del campo de esfuerzos in situ en la masa de roca circundante. De esta manera los problemas de pozo se reducen al mnimo , ya un mnimo de perturbacin se introduce en el pared del pozo.La metodologa de la densidad del lodo se aplic en los tres ltimos pozos en un estudio de campo de seis pozos . El estudio de campo adjunta muestra una reduccin considerable de las condiciones apretado agujero , que se considera un buen indicador de la condicin general del agujero. La metodologa de diseo de la densidad del lodo lnea media se puede resumir de la siguiente manera :1 Establezca una curva gradiente de presin de poro y una curva de gradiente de fractura para el pozo. La curva de gradiente de fractura se debe corregir para los efectos conocidos como la inclinacin del pozo y los esfuerzos tectnicos .Dibuje la lnea media entre el poro y la curva de gradiente de fractura .Disear el gradiente de densidad del lodo para empezar por debajo de la lnea media inmediatamente por debajo de la zapata del revestimiento anterior.Marque fuera intervalos de profundidad propensas a la prdida de circulacin y atascamiento diferencial , y sus lmites de peso de lodo aceptables , si se conoce.Disear un programa de peso del lodo por pasos alrededor de la lnea media , que tambin tiene en cuenta las limitaciones del 3 y 4 anteriores.Evitar la reduccin de la densidad del lodo con la profundidad. Si se produce una lnea de inversin de mediano, mantener constante el peso del lodo .2.1.3 tensiones tectnicasEsta seccin est destinada a aquellos que estn ms interesados en el aspecto de la mecnica de rocas , y que quieren trabajar con ms detalle .En este captulo el peso del lodo se ha diseado en base a un supuesto de igualdad de hor tensiones izontalmente en la formacin . Esto siempre debe ser un punto de partida, y la voluntad de la mayora de aplicaciones ofrecen un horario razonable peso del lodo .Sin embargo ; el lector observar que en la seccin 3.2 , los mtodos se dan para disuadir estrs anisotrpico ma. Para estos casos , el principio de la lnea mediana se puede modificar . Suponiendo que los dos esfuerzos horizontales son de diferente magnitud y dadas por una y Oh , la presin de fracturacin est dada por ( Bradley , 1979 , Aadnoy 8c Chenevert , 1987 ) :Pwf = 3 oh - OH - PoUn ejemplo demostrar el efecto de tensiones . El primer caso asume tensiones horizontales iguales y el peso ptimo de lodo se define por la ecuacin 2.2 , que es :OA = 0,5 ( P , " / + P0 )Esto se compara con el segundo caso . Ahora suponiendo esfuerzos horizontales anisotrpicas , por ejemplo tr / , = 0.8 H > ecuacin 2.3 puede ser resuelto para el esfuerzo horizontal ms pequeo de la siguiente manera :Oh = 0,571 (P + Pa)Suponiendo que todos los factores son iguales , salvo los esfuerzos horizontales , los dos casos ilustran que para un estado de estrs anisotrpico el peso ideal de barro debe ser mayor. Sin embargo , para este caso , la diferencia entre la presin de fracturacin y el esfuerzo horizontal mnimo es menor que para el primer caso .Para anisotrpico, o desiguales horizontales tensiones in-situ , el peso del lodo debe ser en realidad ms alto que para las tensiones horizontales iguales . Sin embargo , el ejemplo anterior demuestra tambin que esta situacin puede ser fcilmente subiect a las prdidas de circulacin . En general , la alta anisotropa de esfuerzos locales por lo general conduce a una ventana ms pequea densidad del lodo

2.2 PRDIDAS DE LODO DURANTE LA PERFORACIN2.2.1 INTRODUCCINLos dos problemas de perforacin ms costosos estn atrapados prdidas de tuberas y de circulacin. Las estadsticas muestran que estos eventos no planificados pueden tardar 10-20 % del tiempo total empleado en un pozo. Por lo tanto, muy alto costo est asociado con estos problemas .En esta seccin vamos a abordar el problema de las prdidas de circulacin . Pueden ocurrir en cualquier momento durante la operacin de perforacin y son muy comunes en yacimientos agotados . Por lo general, el problema de la prdida debe ser curada antes de la perforacin se puede reanudar . El uso de fluidos de perforacin a base de agua el problema se reduce a menudo mediante el bombeo de prdida de circulacin -materiales ( LCM ) en el pozo . En algunos casos se requiere de cementacin . El uso de fluidos de perforacin a base de aceite es mucho peor. Si se producen prdidas de circulacin de lodo de aceite que puede ser difcil de controlar las prdidas , y grandes cantidades de barro se pueden perder antes de que se recuper el control . Esto se cree que est relacionada con contraste humectabilidad entre la roca y el barro . Una barrera capilar evita prdidas de filtrado a la roca , el mantenimiento de la baja viscosidad del lodo y de ese modo permitir una mayor propagacin de la fractura .Compaas de barro tienen muchas recetas para detener las prdidas de lodo . Bsicamente todos ellos utilizan partculas en varias combinaciones como materiales de puenteo . Estos son a menudo de propiedad y no sern abordados ms aqu. En su lugar vamos a explicar los mecanismos se cree que causan prdidas de circulacin . Un programa de investigacin se ha llevado a cabo en la Universidad de Stavanger lo largo de muchos aos . Parte de este trabajo se describe por Aadnoy et al (2008) . En esta seccin se informar sobre todo el resultado de este trabajo. Un nuevo modelo mecanicista para fracturar llamado " el modelo de barrera elastoplstico " evolucion a partir de esta obra.nomenclaturaay = lmite elstico del puente partculasun "- esfuerzo horizontal in-situt = espesor de la barreraa = radio de pozoPlvf = presin de fracturamientoPresin P0 = poroLCM = Perdi Circulacin de materiales2.2.2 El trabajo experimentalLa figura 2.8 muestra una clula de fracturacin , donde los ncleos de hormign huecos especialmente preparados son fracturado. La configuracin tambin permite la circulacin de lodo para asegurar que las partculas de barro estn bien distribuidos en el interior del agujero. La clula tiene a 69 Mpa , y la carga axial , la presin de confinamiento y la presin del pozo se puede variar de forma independiente. Muchos fluidos de perforacin de petrleo y agua basados han sido probados , as como las ideas novedosas , como cambiar la mojabilidad de rock o la creacin de otras barreras qumicas. Ncleos con orificios circulares , ovales y triangulares tambin han sido probados para estudiar los efectos de la geometra del agujero .La Figura 2.9 muestra los resultados tpicos de los experimentos de fracturamiento . La ecuacin Kirsch comnmente utilizado se utiliza como una referencia . La ecuacin Kirsch define la presin de fractura terico con una situacin no penetrante como cuando se utiliza lodos de perforacin . a partir de la figura 2.9 se observa que slo una de las presiones de fractura medidos estn de acuerdo con el revoque del lodo . Hemos utilizado los lodos y aditivos comunes y observado que la reduccin del nmero de aditivos a menudo da una mejor barro. Tambin hemos estudiado los productos no petroleros en busca de mejoras. Algo de esto se discutir ms adelante.

Cell-6 Cell-5 Cell-4I I I IJValve -2Lab ViewCell-1 Cell-2 Cell-3 Figure 2.10 Apparatus to determine fracture strength of mud cake.

2.2.1 Modelos De FracturamientoLa ecuacin Kirsch as llamada se utiliza casi exclusivamente para modelar iniciacin de la fractura en la industria del petrleo . Es un modelo elstico lineal que asume que el pozo es penetrante cin , es decir el fluido se bombea a la formacin , o , es no penetrante que significa que una torta de barro a prevenir prdidas de filtrado . El ltimo da una presin de fractura ms elevado . En lo que sigue slo nos presenta las versiones ms simples de la fractura ecuaciones ciones, aplicables para los agujeros verticales con tensiones horizontales iguales, por lo general para los entornos de cuenca dcpositional relajados. Resistencia a la traccin insignificante se asume en la siguiente.modelo penetranteEste es el modelo de fractura ms simple , que se define como :Prf = Oni u operaciones , as como el fracturamiento hidrulico y la estimulacin , se aplica el modelo de penetracin . Se requiere un fluido limpio sin control de filtrado, tales como agua, cidos y aceite diesel . Se indica simplemente que el pozo de sondeo se fracturar cuando se excede el mnimo in situ estrs.Todos nuestros experimentos fracturamiento confirman que este modelo terico funciona bien ; cantar fluidos puros . Por lo tanto, se debe utilizar en operaciones de pozos con fluidos - uch como estimulacin y acidificacin limpias . Tenga en cuenta que la ecuacin 1 es vlido para la iniciacin de la fractura. Propagacin de la fractura requiere de otros modelos.Modelo no penetranteEn una operacin de perforacin los lquidos se acumulan una barrera torta de filtro . Para este caso, la ecuacin se convierte en Kirsch :P4 = 2oa - P0 ( 2,5 )Esta ecuacin , en general, se subestima la presin de fractura como se demuestra en la Figura 2.9 . El resto problema con los supuestos de una perfecta (prdida filtrado cero) mudcakc .Se encontr que la torta de barro se comporta plsticamente . Por consiguiente, el nuevo modelo asume una capa delgada de plstico que es la torta de lodo , seguido de una roca linealmente elstico . Esto se llama un modelo de fractura elasto-plstico . La explicacin de la presin de fractura ms elevado es que cuando se abre una fractura , la torta de lodo no dividido , pero se deforma plsticamente el mantenimiento de la barrera . Este modelo se puede describir como ( Aadnoy y Belayneh , 2004):

(2.6)2ov ( t Pf = 2oa - P0 + \n[l + -

La fuerza adicional obtenida con el modelo elasto-plstico es directamente proporcional con la resistencia a la fluencia de las partculas que forman la barrera. Este modelo describe con precisin los datos medidos se muestran en la Figura 2.9.

2.2.1 Descripcin del proceso de fracturacinEn la figura 2.11 hemos mostrado las diversas etapas del proceso de fracturacin .Evento 1 : formacin de la torta Fdter . Una pequea prdida de filtrado asegura la formacin de una torta de filtro . Durante el flujo de lodo una torta de filtro fino se acumula . El espesor de la torta depende del equilibrio entre la atraccin filtrado y la erosin debido al flujo .Evento 2 : iniciacin de la fractura . Al aumentar la presin del pozo , la tensin circunferencial en la roca va de compresin hacia la tensin . La prdida de filtrado asegura que la torta de filtro est en su lugar . Las tensiones in-situ , que controlan la tensin circunferencial pozo, se resisten a la presin. En una presin crtica de la perforacin da comienzo a la fractura .Evento 3 : El crecimiento de la fractura . Un aumento adicional en la presin de pozo en un aumento de ancho de la fractura . In- situ el estrs se est oponiendo este crecimiento de la fractura . La torta del filtro permanecer en su lugar debido a un puente de estrs se forma a travs de la fractura . Esta es la parte de plstico del modelo elasto - plstico. Este puente acta como un puente natural camino de piedra , mayor ser la carga superior , mayor ser la fuerza de compresin en el interior de la curvatura . El factor que impide el colapso de este puente es la resistencia mecnica de las partculas par de la torta de filtro . En esta fase , tanto el estrs roca y la fortaleza torta del filtro se resisten fracaso.Evento 4 : crecimiento ms fracturas. Nuevo incremento de presin conduce a una mayor apertura de la fractura. El puente de estrs se expande y se vuelven ms delgadas . Debido al aumento de la geometra se vuelve ms dbilEvento 5: Filtro de colapso pastel. A una presin crtica de la torta de filtro ya no es lo suficientemente fuerte, y el "puente de piedra" se derrumba. Esto ocurre cuando se supera el lmite de elasticidad de las partculas. En Esta comunicacin se establece el punto y tenemos prdidas de lodo hacia la formacin.

Event FigMain controlling parameters

Filter cake formationintalycakeFiRrate lossFiltrate loss

Fracture initiationV Dens# filter cake Jinc/ease frtraie toss ^Fracture *rvta1JonFiltrate loss, Stress

Fracture growth Suess bridge . /Vvl, . - **/ \ 1 Dense filer cake h Stress field across fractureBridge stress Rock stress

Further fracture growthV Stress zone expands I Stress, bridge expandsBridge/rock stress Particle strength

Filter cake collapse\ Yield strength exceeded j\* *.. ! >/Particle strength

Figure 2.11 Qualitative description of the fracturing process.

2.2.1 Algunos resultados de la investigacin Propiedades de la torta de barro Nuestra investigacin ha concluido que las dos principales caractersticas de una torta de filtro puede dar una alta presin de fractura. Estos estn relacionados con las propiedades de filtrado necesarios para formar una torta de filtro, y tambin la fuerza de las partculas en el lodo. El modelo de Puente feldespato

Moh's scaleFigure 2 12 Barrier strength versus Moh's scale.

Synergy between various LCM additivespresentado en la seccin anterior depende de la resistencia mecnica de las partculas. Por esta razn, la eleccin del material de prdida de circulacin determina la presin mxima de fractura que se puede obtener. Figura 2.12 muestra algunos resultados de la fractura bajo condiciones similares como una funcin del nmero de Mohs (dureza o resistencia a la compresin). Es evidente que el carbonato de calcio es la partcula ms dbil. Adems de la resistencia de las partculas, forma y distribucin del tamao son factores importantes. En general nos encontramos con que una curva de distribucin de tamao de partcula empinada funciona mejor. Aunque los datos presentados muestran que el carbonato de calcio es ms dbil, todava es un buen material LCM para pozos con bajo sobrebalance presin. Para situaciones sobrebalance mayores, se recomiendan las partculas slidas.Usually several additives are used in a drilling fluid with the function of resisting fluid losses. In some cases up to 10 different additives are included in a mud. Our research has shown that in many cases too many additives give a poor mud. We have car ried out test programs varying both the number of additives and the concentration of each. After carrying out many tests we concluded that some were useless or actually detrimental, some were good, while others were good or bad depending on the combination and concentration of additives. We also observed that there is synergy between the additives: two poor additives can be good when combined.Por lo general, varios aditivos se utilizan en un fluido de perforacin con la funcin de resistir las prdidas de lquido . En algunos casos hasta 10 aditivos diferentes se incluyen en un lodo . Nuestra investigacin ha demostrado que en muchos casos demasiados aditivos dan un pobre barro. Hemos coche llevadas a cabo programas de prueba que varan tanto el nmero de aditivos y la concentracin de cada uno. Despus de muchas pruebas llegamos a la conclusin de que algunos eran intiles o perjudiciales en realidad , algunos eran buenos , mientras que otros eran buenas o malas dependiendo de la nacin combinacin y concentracin de aditivos. Tambin observamos que existe una sinergia entre los aditivos : dos aditivos pobres pueden ser buenos cuando se combinan.

Efectos de fibras de carbonoAdems de los aditivos del lodo comerciales , un nmero de aditivos no derivados del petrleo se ha probado para buscar aditivos que mejoran la operacin de perforacin . Uno de los temas es la construccin de un puente en una roca fracturada. Esto puede requerir relativamente grandes tamaos de la pancula en algunos casos , afecta tanto el peso del lodo y la reologa . Buscando para los nativos alter , probamos a cabo diversas fibras de carbono. Partculas de tipo polmero no son lo suficientemente fuertes, as que buscaron para los aditivos con una alta resistencia mecnica . Las fibras de carbono funcionado bastante bien , ya que tiene una alta resistencia mecnica , son relativamente no abrasivo , y tienen una densidad relativamente baja .observaciones generales Para crear un puente estable para evitar prdidas , el dimetro de partcula ms grande debe ser igual o exceder el ancho de la fractura . Sin embargo , en la actualidad no disponemos de mtodos fiables para determinar las anchuras de fractura . Una concentracin de partculas mnimo se requiere para proporcionar material de relleno suficiente . Si se espera una presin diferencial de alta en el pozo, se deben utilizar partculas con alta resistencia a la compresin ( un nmero de de Moh ) . Existe una fuerte sinergia entre los diversos aditivos . Dos aditivos pobres pueden trabajar bien en una mezcla . La nica manera para determinar este efecto de sinergia es mediante pruebas de laboratorio . El nmero de aditivos para el lodo debe mantenerse al mnimo. Existe gran discrepancia entre el barro nuevas y usadas con un gran potencial de mejora. La colocacin de las partculas es importante. Una curacin de la fractura ms fuerte se observa con lodo a base de agua que con lodo a base de aceite . Se cree que esto es debido a la roca humedecida con agua , permitiendo que las prdidas de filtrado . Lodos a base de agua se prefieren desde esta perspectiva . Las presiones de propagacin de la fractura para lodos a base de aceite - agua y son similares . Sin embargo , debido al efecto de la curacin , aumento de la presin de propagacin durante las prdidas de fluidos a base de agua , en contraposicin a los fluidos a base de aceite , donde la presin de propagacin de la fractura es casi constante .2.2.2 Shallow as estudio de campoUn pozo poco profundo fue perforado y el operador espera que los problemas de prdida de integridad y bien durante la operacin. El barro fue diseado y probado en el laboratorio de la fracturacin de la Universidad de Stavanger. Muestras de barro fueron enviados en tierra , probados y ciones recomendaciones fueron implementadas durante la operacin. El proyecto fue un xito , ya que la calidad de lodo fue asegurada durante toda la operacin . Figura 2.13 muestra los datos obtenidos a partir de la LOT as como en comparacin con los pozos de referencia , que muestra una clara mejora . Esto demuestra que es posible mejorar la resistencia a la fractura de la perforacin .2.2.3 Ejemplos de recetas de barro recomendadosEn las siguientes algunas recetas de barro se propondr . Debido a que las condiciones varan en las operaciones de perforacin , estos deben ser utilizados solamente como guas ; la receta correcta slo se obtiene despus de las pruebas de laboratorio .Aplicacin de material LCM es tpicamente un evento reactiva ; Se requiere una cura despus del evento de prdida haya tenido lugar. Un enfoque proactivo requiere un lodo de tal calidad que no puede perderse . El siguiente es un ejemplo de diseos barro para ambos casos. Tabla 2.3 muestra que una buena torta de filtro se obtiene con slo unos pocos aditivos . En particular , la adicin de fibra de carbono tiene un efecto positivo .Tabla 2.4 muestra una pldora diseada para detener las prdidas de circulacin . La receta del operador fue probado en nuestro laboratorio y no se encontr a comportarse de una manera ptima . Nuestra pldora propuesto no contiene carbonato de calcio y el grafito. La adicin de una pequea cantidad de fibras de carbono tiene un efecto significativo en la detencin de las prdidas de lodo.Toble 2.3 Proposed additives for drilling mud to minimize losses.AdditiveCaCOjcoarseGraphiteMicafineCelluloseCarbonfibre

Our proposal3-3_

(6 ppb)-33

22--2

222-

Fracture - RKBGradient (s.g.)1 1.05 1.1 1.15 1.2 1.25 1.3Figure 2.13 LOT data from reference wells and new well.Table 2.4 Design of a lost circulation pill.

Operators recipieOur proposal

Additive:Consists of:(PP*>)(PPb)

ACaCOj coarse15

BCaCOj fineIS

CFine polymer2030

DMedium polymer2020

EGraphite40

FMica fine2020

GMica medium20

HCellulose3045

Carbon fibreSome

2.3 AGUJERO DE LIMPIEZA2.3.1 IntroduccinI: Es importante llevar los cortes perforados fuera del pozo . Si se acumulan la jrillstring puede atascarse . Adems, el exceso de cortes en el anillo pueden llevar a un aumento n presin de fondo , que otra vez puede dar lugar a prdidas de circulacin .Cuando un pozo aumenta de tamao debido al colapso del pozo , grandes trozos de roca deben ser transportados fuera del pozo por las mismas razones que las indicadas anteriormente.El caudal y la velocidad de perforacin deben permanecer dentro de ciertos lmites, para asegurar una buena limpieza del pozo . Por lo general, los simuladores hidrulicos se utilizan para determinar el caudal mnimo rara . En este captulo vamos a presentar un enfoque ms sencillo el uso de algunas tablas y ecuaciones.2.3.2 Limpieza del agujeroLuo , Berna y Chambers ( 1992 ) escribi un excelente artculo sobre la limpieza del pozo , donde - resentan la fsica de la limpieza del pozo , sino tambin una forma prctica de aplicar los modelos . Ellos refinaron y ampliaron este trabajo en Luo , Berna, Cmaras y Kellingray ( 1994 ) . 1 su seccin est basada en la informacin dada en estas publicaciones. Estos documentos todava .. ipture el estado de la tcnica , en gran medida , como se ve en la API reciente ( 2006 ) . El R- preliminar internacional abordar estrictamente la limpieza del pozo para pozos superiores a 30 grados de inclinacin . Para ower inclinaciones angulares , hemos extrapolado el factor de ngulo de la Tabla 2.5 a vertical.Mecanismos de transporte de esquejesesquejes RHE se hundir debido a la gravedad . La velocidad del fluido y la viscosidad tendern a . Rry ellos hasta el pozo. Adems de estos efectos opuestos sobre las partculas , no son - fuerzas que actan sobre -positional/erosional esquejes camas . El modelo completo es nd complejo requiere soluciones numricas . Luo , Berna y Chambers ( 1992 ) utilizaron datos experimentales mentales de flujo de bucles para determinar los parmetros del modelo . El siguiente . ' Las variables explicativas ntrollable : Caudal de lodo Tasa de penetracin (ROP ) La reologa del lodo rgimen de flujo de lodo El peso del lodo ngulo de Hoyo Tamao del agujero

2.5 Angle factors for deviated holes, AF.-ote angle (deg) 0 25303540455055 60 6570-8080-90

--^e factors, AF 2.03* 1.511.391.311.241.181.141.10 1.07 1.051.021.0

"Extrapolated value

diseo bien moderno Tambin definieron algunas variables no controladas, tales como: excentricidad tubera de perforacin Densidad Esquejes Tamao de Injertos Estos fueron puestos en siete grupos adimensionales que se ajustaron a los datos experimentales. Modelo de la limpieza del pozo Las siguientes figuras 2.14, 2.15 y 2.16 proporciona los resultados de estos estudios. El procedimiento para el uso de estas figuras son las siguientes. 1 Introduzca la viscosidad plstica (PV) y el punto de valores (YP) en la tabla de factor de Reologa rendimiento y leer el valor del Factor de Reologa (RF)..Hole cleaning charts for 17-1/2" holes

Yield point (H>f/IOO sq ft)Rate ol penetration (m/hr)Figure 2.14 Rheology and hole cleaning charts for the 17-1/2 in. section. From Luo, Bern, Chambers and Kellingray (1994).

Hole cleaning charts lor 12-1/4" holes

Yield point (tbf/100 sq ft)Rate ol penetration (m/hr)Figure 2 15 Rheology and hole cleaning charts for the 12-1/4 in. section. From Luo. Bern, Chambers and Kellingray (1994).

1 Obtenga el factor angular AF de la Tabla 2.5; Calcular el ndice de transporte, Tl basado en RF, AF y MW TI = RF x AF x MW(2.7)4 Introduzca el grfico ROP adecuada con el Tl y la deseada (o mximo) caudal, leer el CFR para la limpieza del pozo (o el ROP mxima de seguridad). 5 Si el agujero se lava, encontrar el caudal de correccin de una de la Tabla 2.6. A continuacin, utilice la ecuacin 2.8 para calcular el CFR para la seccin de orificio de lavado. CFRwash0Ui = a x CFRgaygC(2.8)El ejemplo siguiente tambin se adapta de Luo et al (1994).

IlnM.! vWcoKlty (I I')Hole cleaning charts for 8-1/2" holesYield point (lbf/100 sq H)Rale of penetration (m/hr)* jure 2.16 Rheology and hole cleaning charts for the 8-1/2 In. section. From Luo. Bern. Chambers and Kellingray (1994).ejemploUna horizontal 8,5 pulgadas seccin es para ser perforado con una sg 1,45 barro donde PV = 25 cP y YP = 18 Ibf/100 ft2 . Queremos saber : Cul es el ROP mxima segura si los mudpumps puede entregar un mximo de 450 GPM ? Si se prev que podemos perforar a una ROP de 20 km / hr , se requerir que la tasa de flujo de lo que para limpiar el pozo? Si sospechamos que el agujero se ha lavado a 10 pulgadas , lo que el caudal de la bomba que lo creamos ?solucinROP inocuo mximo . De la tabla de factor de reologa figura 2.16 , se puede encontrar que la RF = 0,91 . De la Tabla 2.5 , el factor de ngulo AF = 1 . El ndice de transporte proviene de la ecuacin 2.7:Tl = 0,91 x 1,0 x 1,45 = 1,32Luego de la carta de la RP de la figura 2.16 en una TI de 1,32 , se puede encontrar que , si la tasa de flujo mxima alcanzable es de 450 GPM ; la ROP mxima que puede ser perforado sin causar problemas de limpieza del pozo es de aproximadamente 23 km / hr .Caudal a 10m/hr . Si prevemos que podemos perforar a una ROP de 20 km / h, y despus el caudal necesario para limpiar el agujero es de 440 GPM .Eliminado agujero. Sin embargo , si se sospecha que el agujero de ser arrastrados hacia el de 10 pulgadas y todava planeamos perforar a una velocidad de 20 km / hr , se puede encontrar en la Tabla 2.31 que el caudal debe ser corregido por un factor de a = 1,38 , es decir :CFRwa , hou [= 1,38 x 440 = 607 GPMBajo esta circunstancia , se deben tomar medidas , ya sea para aumentar el caudal mximo alcanzable ( por ejemplo, utilizando drillpipes ms grandes) , o para ajustar los parmetros de perforacin ( YP ej barro ) .Las figuras siguientes se utilizan para determinar las velocidades de flujo y velocidad de penetracin .2.4 OPTIMIZACIN HIDRULICO2.4.1 IntroduccinSeleccin tradicional de los parmetros hidrulicos de un sistema de perforacin a menudo implica un procedimiento de optimizacin . Tpicamente , se selecciona la velocidad de flujo directamente debajo de la broca para ser optimizado . Criterios de optimizacin tpicos son la maximizacin de la energa hidrulica suministrada a travs de las boquillas de bits , o la maximizacin de la fuerza de impacto del chorro .Aunque estos criterios parecen razonables a primera vista , una mirada ms de cerca el sistema hidrulico total de revela que tengan limitaciones.En esta seccin vamos a abordar el problema de optimizacin hidrulica de una manera no tradicional. Vamos a utilizar un enfoque semi - emprico para el modelo de cada de presin. Por otra parte , adems de los mtodos de optimizacin clsicos como caballos de fuerza hidrulica mxima y de impacto del chorro , nuevos criterios que se derivan tomar la tasa de flujo y transporte esquejes en cuenta . La razn es que los criterios clsicos no tienen Ken adecuada en la evolucin de los pozos de alcance ms profundas y largas .2.4.2 El sistema hidrulicoLas prdidas de presinEn este captulo vamos a definir algunas ecuaciones simples para realizar una cada de presin cal clculos en el sistema hidrulico . En primer lugar vamos a investigar algunas propiedades sobre los regmenes de flujo arios \ . Bourgoyneet al (1986 ) da una buena visin general de las ecuaciones necesarias para calcular las prdidas por friccin en la tubera y anillos para fluidos no newtonianos .En general nos ocupamos de dos regmenes de flujo . En el rgimen de flujo laminar el fluido se mueve a lo largo de trayectorias definidas , y las ecuaciones de flujo se determinan analticamente . En el rgimen de flujo rurbulent , por otro lado , el lquido se mueve de una manera catica . No existen modelos analticos disponibles para este caso ; Por lo tanto, las correlaciones se deben establecer utilizando el concepto de factor de friccin . En general , podemos decir que las siguientes relaciones entre CSIST cada de presin y caudal para fluidos newtonianos :Para flujo laminar :P ~ q ( 2.9 )Para flujo turbulento :P ~ pfq2 ( 2,10 )Dnde :P = cada de presinq = caudal = p = densidad del fluido de viscosidadf = factor de friccinTenga en cuenta que la cada de presin para el flujo en las tuberas depende del rgimen de flujo ; en flujo laminar la cada de presin es proporcional a la viscosidad y la velocidad de flujo , MD en flujo turbulento la cada de presin es proporcional a la densidad y el flujo comi al cuadrado. Las ecuaciones ( 2.9 ) y ( 2.10 ) son vlidas para fluidos newtonianos . Para fluidos no- Nc- wronian existen relaciones ms complejas , como lo describe Bourgoyne et al ( 1986 ) . t f.iwever , las tendencias son similares , y ya que no vamos a utilizar estas ecuaciones en el anlisis que sigue , no van a estar ms dirigidas aqu .La figura 2.17 ilustra el sistema hidrulico de una plataforma de perforacin flotante. Dentro de la irillpipe la velocidad de flujo es alta a causa de una pequea rea de seccin transversal . La velocidad afecta positivamente de manera significativa en las boquillas de bits . El interior de la sarta de perforacin es por lo general en el flujo irbulent . En el anillo, la seccin a lo largo del fondo del pozo -ensamblaje puede estar en