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5/20/2018 5.-Gua 5 para el Diseo de Hidrulica.pdf

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Gua de Diseo para la Hidrulica

en la Perforacin de Pozos PetrolerosCONTENIDO

1. Objetivo

2. Introduccin

3. Planeacin de la hidrulica

4. Metodologa prctica para el diseo de la hidrulica

4.1. Determinacin del gasto mximo de flujo

4.2. Determinacin del modelo reolgico

4.3. Determinacin del gasto mnimo de flujo

4.4. Determinacin de las cadas de presin por friccin en cada componente del sistema.

4.5. Limpieza del pozo

5. Mtodos de optimizacin de la hidrulica

5.1. Mxima potencia hidrulica en la barrena

5.2. Mxima fuerza de impacto

6. Efecto de la inclinacin del pozo en la limpieza del mismo

7. Recomendaciones

Nomenclatura

Referencias

Apndice A. Caracterizacin de un fluido Ley de PotenciasApndice B. Metodologa de clculo de la velocidad mnima para levantar recortes

La perforacin de pozos petroleros requiere de una hidrulica que cumpla con diversos objetivos, entre emejorar la eficiencia de la barrena y proveer un eficiente acarreo de recortes de formacin a la superficie. Egua proporciona los conceptos de ingeniera bsicos para optimizar la hidrulica en operaciones perforacin.


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1. OBJETIVODesarrollar una gua de diseo para la hidrulicaen la perforacin de pozos que proporcione losconceptos de ingeniera bsicos para optimizar lasoperaciones de perforacin.

2. INTRODUCCIN1

La perforacin de pozos petroleros requiere de unahidrulica que cumpla con los objetivos de mejorarla eficiencia de la barrena y proveer un eficiente

acarreo de los recortes de formacin a lasuperficie. El sistema hidrulico est integrado porel equipo superficial, la sarta de perforacin, y elespacio anular. El clculo hidrulico en estesistema define el dimetro ptimo de las toberas dela barrena, con el cual se obtendr la potenciahidrulica del flujo del fluido de perforacin quepromueva la ptima remocin de recortes,incremento en la velocidad de penetracin y en lavida de la barrena. En consecuencia, unareduccin en el costo total de la perforacin.

Un sistema hidrulico eficiente requiere que todassus partes funcionen de manera ptima. La Figura1 muestra un esquema de las principales partes delsistema de circulacin. Este se forma con lossiguientes elementos: equipo superficial, tubera deperforacin, barrena, y espacio anular. Las bombasde lodos, el tubo vertical y la manguera rotatoriason algunos de los principales elementos queconforman el equipo superficial del sistema decirculacin.

Equipo de superficie

Se manejan 4 diferentes combinaciones del equipode superficie con las caractersticas detalladas enla Tabla 1.

Tabla 1. Tipos y caractersticas de equipo de superficie

Componente Tipo I Tipo II

Long m DI pg Long m DI pg

Tubera vertical

12 3 12 3

Manguera

13.7 2 16.7 2

Unin giratoria

1.2 2 1.6 2

Flecha

12 2 12 3

Componente Tipo III Tipo IV

Long m DI pg Long m DI pg

Tubera vertical

13.7 4 13.7 4

Manguera

16.7 3 16.7 3

Unin giratoria

1.6 2 1.8 3

Flecha

12 3 12 4

Bombas de lodosSe deben conocer el tipo y caractersticas de

bombas de lodos para determinar el gaadecuado. Un gasto excesivo puede provoderrumbes, agujeros erosionados, disminucin la vida de la barrena, y aumento en la densidequivalente de circulacin. Un gasto bajodeficiente ocasiona limpieza ineficiente del agujeremolienda de recortes, embolamiento de barrena, y precipitacin de recortes. La Tablamuestra la capacidad de desplazamiento pbombas duplex y triplex.

Tabla 2. Tipos y capacidad de bombas de lodo

Bomba Capacidad de desplazamientoDuplex gal / emb = 0.0068*L*(2D

2-d

2)

Triplex gal / emb = 0.0102*D2*L

Figura 1. Sistema de circulacin

Gua de Diseo para la Hidrulica en la perforacin de pozos petroleros

Sistema de circulacin


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3 Gua de Diseo Prctico para la Hidrulica en la perforacin de pozos petroleros

3. PLANEACIN DE LA HIDRULICAEn la planeacin de la hidrulica se deben conoceral menos los siguientes parmetros: el estadomecnico del pozo, dimetro y caractersticas de lasarta de perforacin, informacin de las etapas deperforacin anterior y actual, dimetro ycaractersticas de la barrena, y reologa del fluidode perforacin. Otros aspectos como el ritmo depenetracin, desgaste de la barrena, costos deoperacin, problemas de erosin de las paredesdel agujero, y condiciones del lodo de perforacintambin deben ser tomados en cuenta. El diseotradicional del programa hidrulico se basa en laoptimizacin de la limpieza del agujero en el fondo.Para optimizar este parmetro, los mtodosaplicados son2: a) mxima velocidad a travs delas toberas de la barrena, b) mxima potenciahidrulica en la barrena, y c) mxima fuerza deimpacto del chorro de lodo en el fondo del pozo.

Optimizacin de las toberasCuando se aumenta indiscriminadamente lapotencia de la bomba, el gasto crecer; y por lotanto, incrementarn las cadas de presin en elsistema. Es decir, aumenta la potencia destinadapara vencer la resistencia por circulacin en todo elsistema sin mejorar en forma significativa lapotencia hidrulica en la barrena. Esto significa quela optimizacin de la potencia hidrulica en labarrena se obtiene no necesariamente

aumentando la potencia de la bomba sino pormedio de la seleccin adecuada del dimetro delas toberas.

Limpieza del pozoEl flujo del fluido de perforacin en el espacioanular debe cumplir entre otros con los siguientesobjetivos: dar estabilidad al agujero, proveer unenjarre adecuado para prevenir prdidas de fluidopor filtrados excesivos, proveer la suficientepresin hidrosttica para contener la entrada defluidos al pozo, y la remocin eficiente de los

recortes de la formacin.

4. METODOLOGA PRCTICA PARA EL DISEODE LA HIDRULICA1. Determinar el gasto mximo de flujo2. Determinar el Modelo reolgico3. Determinar el gasto mnimo de flujo4. Determinar las cadas de presin por friccin5. Limpieza del pozo

4.1 Determinacin del gasto mximo de flujo.Es el gasto mximo disponible, Qmax, que la bompuede desarrollar dentro de su lmite mximo presin, Psmax.

v

mx

mxmx E

Ps

HPsQ

1714=

Donde HPsmax es la mxima potencia superfidisponible y Eves la eficiencia de la bomba.

4.2 Determinacin del Modelo reolgicoPara la determinacin del modelo reolgicoutilizar es necesario caracterizar el fluido perforacin. Las lecturas obtenidas viscosmetro Fann se grafican en escalas linealelogartmicas. Si los datos graficados en esc

logartmica muestran una lnea recta, indican qel fluido se comporta de acuerdo al modelo de Lde Potencias. Si los datos graficados en esclineal muestran una lnea recta, indican quefluido se apega al modelo de Plsticos Bingham. El Apndice A ilustra la caracterizacde fluidos que se comportan de acuerdo al modde Ley de Potencias.

4.3 Determinacin del gasto mnimo de flujoEs el gasto mnimo necesario para levantar recortes a la superficie y se obtiene de acuerdo c

la siguiente metodologa.o Se estima un gasto inicial utilizando

siguiente expresin emprica que relacionadimetro de la barrena, bD , y el gasto, iQ .

40*bi DQ =

Donde el factor 40 (gal/(min-pg)) corresponde agasto adecuado para un ritmo de penetraccercano o mayor a 4.5 m/hr.o La velocidad del fluido en el espacio anu

av , para este gasto es la siguiente:

( )2251.24

ea

ia

DD

Qv

=

donde aD es el dimetro del agujero y eD es

dimetro exterior de la TP de trabajo.

Se calcula una viscosidad aparente, a, de acuecon el modelo reolgico seleccionado3.


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Para un fluido plstico de Bingham, la viscosidadaparente se calcula con la siguiente ecuacin:

a

py

pav

d 300+= (4)

Donde py yson la viscosidad plstica y el punto

de cedencia respectivamente; dpes el dimetro delrecorte y av la velocidad anular.

Para un fluido Ley de Potencias, la viscosidadaparente se calcula con la ecuacin:

n

n

a

eaa

n

v

DDK

+

=

0208.0

12

60144

1

(5)

Donde K y n son los ndices de consistencia ycomportamiento del fluido, respectivamente.

Con la viscosidad aparente, a, el dimetro delrecorte, pd , las densidades del recorte, p, y del

fluido,f, la velocidad de asentamiento de recortes,

slv , se obtiene estrictamente mediante un mtodo

iterativo (Ver el detalle en el Apndice B). Porsimplicidad y para eliminar el mtodo iterativo, enesta seccin se define un rgimen de flujotransicin para la velocidad de asentamiento de lapartcula y se calcula con la siguiente ecuacin.

( )333.0333.0667.0

341a

fppsl

f

dv

= (6)

Finalmente, esta es la velocidad anular mnimanecesaria para levantar los recortes. El gastomnimo se obtiene con la siguiente ecuacin.

o Gasto mnimo de flujo

( )51.24

22

min eaa

mn

DDvQ

= (7)

4.4 Determinacin de las cadas de presin porfriccin en cada componente del sistema.

o Prdida de presin por friccin en el equiposuperficial, eqP

4.

86.1

1003454.8

=

QCP feq (8)

Donde C es un factor que depende del tipo equipo superficial descrito en la Tabla 1. Lvalores de Cse presentan en la Tabla 3.

Tipo de equipo

de superficie

C

I 1.00II 0.36III 0.22IV 0.15

Tabla 3. Factor C para los diferentes tipos de eqsuperficial.

o Prdida de presin por friccin en la tuberaperforacin

i

f

tp D

LvfP

3404

2=

o Prdida de presin por friccin en el EA

( )ea

af

eaDD

LvfP

=

3404

2

(

o Prdida de presin por friccin en la barrena

2

2

1303 t

f

b A

QP

= (

4.5 Limpieza del pozo

4.5.1 Determinacin de la capacidad de acarde recortes3.Se define la capacidad de acarreo de recortes, como el transporte desde el fondo hasta superficie de las partculas generadas por

barrena. Se calcula con la siguiente expresin:

a

slT

v

vF =1 (

Se califica como una limpieza eficiente del pocuando la capacidad de acarreo de recortes mayor que 0.6 y tiende a uno.

4.5.2 Determinacin de la densidad equivalede circulacin


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La presin total ejercida en el fondo del pozo encondiciones dinmicas, fondoP , es igual a la suma

de la presin hidrosttica, hP , ms la cada de

presin por friccin en el EA, eaP .

eahfondo PPP += (13)

Es comn expresar la presin de fondo en trminosde densidad equivalente de circulacin, DCE.

4.5.2.1. Sin considerar los recortes la DCE seexpresa de la siguiente forma:

H

PDCE eaf

+=

704.0 (14)

4.5.2.2. Considerando los recortes.

( )Q

ropD

H

PDCE

fpbea

f

+

+=

2168.0704.0

(15)Donde rop es el ritmo de penetracin.

La Figura 2 ejemplifica el efecto que causan losrecortes en la DCE. Se puede observar que lapresencia de recortes (DCE fluido+recortes) en el

flujo ocasiona un incremento en la DCE. Engeneral, incrementos significativos en la DCEestnasociados con agujeros de dimetros grandes yaltos ritmos de penetracin.

La Figura 3 ilustra el comportamiento de la DCEpara diferentes gastos y diferentes ritmos depenetracin rop. En esta misma figura se resaltandiferentes aspectos. El primero consiste en que,debido a la presencia de recortes, se compruebaque incrementos significativos en la DCE estnasociados con altos ritmos de penetracin. El

segundo, para este caso particular, se ilustra agastos menores de 900 gpm, donde la DCE semantiene constante e incluso disminuyeligeramente mientras que a gastos mayores de 900gpm, la DCE tiende a aumentar. Estecomportamiento se debe a que a altos gastos debombeo, las cadas de presin en el espacioanular, eaP , se incrementan generando altos

valores de DCE5.

Figura 2. Comparacin entre la DCE calculada con fllimpio contra la obtenida cuando se tienen recorte

Figura 3. Comparacin entre la DCE calculada con fllimpio contra la obtenida cuando se tienen recorte

5. Mtodos de optimizacin de la hidrulica3,4

Los mtodos de optimizacin de la hidruconsisten en determinar la cada de presin enbarrena de tal forma que la energa generada el equipo de bombeo en superficie sea transmitptimamente hasta el fondo del pozo para correcta limpieza. Esta cada de presin ptimaobtenida determinando el tamao de las toberasla barrena. Los dos mtodos de optimizacaceptados y comnmente utilizados son: a)mx

DCE -----

DCE -----

+ recortes


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potencia hidrulica en la barrena, y b) mximafuerza de impacto del chorro de lodo en el fondodel pozo.

5.1. Mxima potencia hidrulica en la barrenaEste modelo asume que la velocidad de

penetracin de la barrena puede incrementarsecon la potencia hidrulica, ya que los recortes sonremovidos tan rpido como se generan. Sinembargo, se alcanza el punto donde el incrementoen la potencia hidrulica ya no se refleja en unaumento en el avance de la penetracin. El criterioaplicado en este mtodo de optimizacin consisteen calcular el dimetro de las toberas ptimo paraobtener la mxima potencia hidrulica en labarrena.

o La presin disponible en la barrena, bP , es

igual a la presin superficial, sP, menos lasprdidas de presin por friccin en el sistemahidrulico exceptuando en la barrena, pP . Este

ltimo trmino es conocido como prdidas depresin parsitas.

psmxb PPP = (16)

eatpeqp PPPP ++= (17)

o La mxima potencia hidrulica se obtienecuando la relacin entre las prdidas de presinparsitas ptima y la presin superficial, sP,

iguala ( )[ ]11 +m .

+=

1

1

mP

P

smx

ptp

(18)

Para efectos de la planeacin de lahidrulica del pozo, se toma un valor de m=1.75,

valor aplicable para un rgimen de flujo turbulentocomo el que existe en la barrena. Este valor de m

obedece a la relacin mp Qp , donde m=1.75.

De acuerdo a lo anterior, se obtienen lassiguientes relaciones:

smxptp PP 36.0= (19)

y

smxptb PP 64.0= (20)

Esto indica que el 64 % de la presin bombeo en superficie es transmitida a la barren

o Gasto de flujo ptimo. En condiciones reade operacin, la determinacin del valor m

obtiene de graficar en escala logartmica dvalores de referencia de gastos de bomb( )21 ,QQ con sus correspondientes presioparsitas

21, pp PP . La pendiente de la re

corresponde al valor de m, y se determinapartir de la siguiente expresin4:

( )2121

/log

/log

QQ

PPm

pp = (

Entonces el gasto ptimo se obtiene mediantesiguiente ecuacin:

1

1

max

QPs

PQ

m

optp

pt

= (

Dondeoptp

P es la prdida de presin par

ptima.

o rea ptima de las toberas.

ptb

ptf

pttP

QA

=

1303

2 (

o Seleccionar la combinacin de toberas rea de flujo igual o mayor a la determinaPara una barrena con Nnmero de toberasdimetro de las toberas, tD , en 32

avos

obtiene con la ecuacin:

N

A

D

optt

t 7854.032=

(o Mxima potencia hidrulica en la barrena.

1714

ptptb

b

QPHP

= (

5.2 Mxima fuerza de impactoEste modelo considera que la remocin de recortes depende de la fuerza con la cual el flu


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golpea o se impacta contra el fondo del pozo. Lafuerza de impacto se define como la fuerza queimparte el fluido a la formacin. Se seleccionan losdimetros de toberas de tal forma que la fuerza deimpacto hidrulico sea mximo en la barrena, entrminos generales, cuando las cadas de presinson del 47 % de la presin de bombeo

o Se calcula la presin disponible en la barrena,Pb.

psmxb PPP =

(26)

o La mxima potencia hidrulica se obtienecuando la relacin entre las prdidas de presinparsitas ptima y la presin superficial iguala

( )[ ]22 +m .

+=

2

2

mP

P

smx

ptp

(27)

Para un valor de m=1.75, se obtiene:

smxptp PP 53.0= (28)

y

smxptb PP 47.0= (29)

Esto indica que el 47 % de la presin debombeo en superficie es transmitida a la barrena.

o El gasto ptimo de flujo se calcula utilizando lamisma Ecuacin 22, y el rea ptima de toberasse obtiene con la ecuacin 23.

o Mxima fuerza de impacto hidrulico en labarrena

361

2

ptptb

b

QPF

= (30)

6. Efecto de la inclinacin del pozo en lalimpieza del mismo.Los mtodos tradicionales de optimizacin de lahidrulica estn limitados para pozos verticalesbajo la suposicin de que la tubera estcentralizada en el pozo. Estudios de laboratorio8mostraron que a medida que la desviacin de unpozo incrementa, diferentes regiones sonclaramente definidas. Estas regiones son

bsicamente tres: secciones verticales o desviacin menor que 20 grados, seccioaltamente desviadas, y secciones horizontalescercanas a la horizontal con desviacin mayor q70 grados. Los mecanismos de asentamiento los recortes en cada una de las regiones sdiferentes y son explicados a continuacin9.

Primero, en secciones verticales o con desviacmenor que 20 grados, los recortes generalmese mantienen en suspensin, esto permite qpuedan ser acarreados a superficie.Segundo, las secciones del pozo con inclinaciointermedias ( 00 7020


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Finalmente, aquellas secciones del pozo altamente

desviadas ( 070> ), favorecen la creacin de unacama de recortes gruesa y estable. Esta cama derecortes reduce el rea de flujo y generaincrementos en la DCE. La rotacin de la sarta, unadecuado gasto de bombeo, y la utilizacin de

baches pesados de barrido son altamenterecomendables para mejorar la limpieza desecciones de pozo altamente desviadas.La Figura 4 ejemplifica un caso particular donde semuestra el efecto de la inclinacin del pozo sobrela velocidad anular necesaria para levantar losrecortes. Es evidente que a medida que lainclinacin del pozo se incrementa, la velocidadanular requerida para la adecuada limpieza delpozo,

critav , se incrementa tambin. La siguiente

ecuacin nos permite calcular esta velocidadanular10.

( )( )

df

fpeav

slcritaC

senDDCvv

+=

78.29228.3

(31)

Donde slv es la velocidad de cada de los recortes

en una seccin vertical del pozo calculada en laseccin 4.3, es el angulo de desviacin delpozo, vC es la concentracin volumtrica de

recortes, la cual se calcula con la Ecuacin 32, y

dC es el coeficiente de arrastre del recorte, cuyo

clculo se detalla en el Apndice B.

505.05.3 += ropCv (32)

La misma Figura 4 permite resaltar que ladesviacin del pozo hace difcil su correctalimpieza. En la prctica, los gastos requeridos parala limpieza de pozos inclinados son difciles deobtener. Por lo anterior es recomendable, ademsde mantener el fluido de perforacin en

condiciones ptimas de operacin, aplicar alguna ola combinacin de las siguientes prcticas decampo como medida preventiva complementariaque promueva una mejor limpieza del pozo. Engeneral, estas prcticas son las siguientes: rotarla sarta, utilizar baches pesados de barrido, yefectuar los denominados viajes cortos. Previo a unviaje corto, se deber rotar la sarta durante unintervalo de tiempo corto mientras se circula. Esigualmente recomendable utilizar baches debarrido previo a un viaje corto.

Figura 4. Efecto de la inclinacin del pozo en la velocanular requerida para la limpieza del pozo.

7. Recomendaciones

Seleccionar la presin de bombeo acuerdo a las limitaciones del equipo superficie.

Es recomendable ademas de mantenefluido de perforacin en condicionptimas de operacin

En caso de que se rebase la mxcapacidad de desplazamiento de la bom(emb/min) para obtener un alto gasto, necesario trabajar las bombas en paralel

Aunque no existe un concenso acercacual de los dos mtodos de optimizacinel mejor, la experiencia demuestra que spotencia hidrulica es mxima, la fuerzaimpacto estar en un valor cercano al 90del mximo y viceversa. Por este motlas siguientes recomendaciones saplicables.

Aplicar el mtodo de mxima potenhidrulica en la barrena en pozos profundcon alta presin hidrosttica, con b

velocidad de penetracin (menor dem/hr), agujeros de dimetro reducido, y bvolumen de recortes.

Aplicar el mtodo de mxima fuerza impacto hidrulico en la barrena en posomeros con baja presin hidrosttica, calta velocidad de penetracin (mayor dm/hr), agujeros de dimetro grandes, y volumen de recortes.

Altas concentraciones de recortes tiendeacumularse en secciones del pozo donde


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dimetro se incrementa debido a que lavelocidad de flujo anular disminuye. Por loque estas variaciones del calibre delagujero deben ser evitadas.

Aunque un alto rop es deseado, laadecuada limpieza del agujero debe serpromovida conjuntamente. Un problemaasociado con altos rop es el asentamientode recortes alrededor del ensamble defondo durante las conexiones. Serecomienda circular por un lapso corto detiempo previo a la conexin como medidade prevencin para este problema.

Problemas de empacamiento de la sarta enpozos desviados pueden ser prevenidosutilizando alguna o la combinacin de lassiguientes prcticas de campo: rotar la sartapor intervalos cortos de tiempo, circularperidicamente, y utilizar baches pesadosde barrido.

La rotacin de la sarta, un adecuado gastode bombeo, y la utilizacin de bachespesados de barrido son altamenterecomendables para mejorar la limpieza desecciones de pozo altamente desviadas.

Previo a un viaje corto, se deber utilizarbaches de barrido y rotar la sarta duranteun intervalo de tiempo corto mientras secircula.

Considerar la variacin de los parmetros

reologicos con la temperatura en caso depozos profundos.

Emplear software tcnico para el anlisis

Nomenclatura:

tA = rea de tobera, pg2

opttA = rea de tobera ptima, pg

2

C= factor equipo superficial, adimensional

dC = coeficiente de arrastre del reco

adimensional

vC = coeficiente volumtrico de recortes, %

aD = dimetro de agujero, pg

bD = dimetro de barrena, pg

eD = dimetro exterior de tp, pg

iD = dimetro interior tp, pg

DCE= densidad equivalente de circulacin, gr/c

pd = dimetro de partcula, pg

tD = dimetro de tobera, pg

vE = eficiencia volumtrica de la bomba de lod

%f = factor de friccin, adimensional

bF = mxima fuerza impacto hidrulico en

barrena, lb-f

TF = capacidad de acarreo de recortes, %

H= profundidad vertical, m

mxHPs = potencia hidrulica mxima en sup, HP

bHP = mxima potencia hidrulica en la barreHPK= ndice de consistencia, cp equivalentesL = longitud de tubera, mm = valor de la pendiente al evaluar adimensionaln = ndice de comportamiento de fluadimensionalN= nmero de toberas

ReN = nmero de Reynolds, adimensional

bP = presin disponible en la barrena, psi

fondoP = presin hidrosttica en el fondo del po

psi

hP = presin hidrosttica, psi

mxPs = presin superficial mxima, psi

21 ,QQ = valores de gasto al evaluar P , gpm

Q= gasto de flujo de operacin, gpm

iQ = gasto inicial, gpm

mxQ = gasto mximo de operacin, gpm


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mnQ = gasto mnimo para levantar los recortes,

gpm

optQ = gasto ptimo, gpm

rop = velocidad de penetracin, m/minv = velocidad de flujo en tp, p/min

av = velocidad de flujo en el EA, p/minmna

v = velocidad de flujo en el EA mnima, p/min

slv = velocidad de asentamiento de recortes, p/min

eqP = prdida de presin por friccin en el equipo

sup, psi

tpP = prdida de presin por friccin en la tubera,

psi

eaP = prdida de presin por friccin en el EA, psi

bP = prdida de presin por friccin en la

barrena,psieaP = suma de las prdidas de presin por

friccin en el EA, psi

ptbP = prdida de presin por friccin en la

barrena ptima, psi

pP = prdida de presin parsita, psi

ptpP = prdida de presin parsita ptima, psi

f = densidad del fluido, gr/cc

p = densidad de la partcula, gr/cc

a = viscosidad aparente en el EA, cp

p = viscosidad plstica, cp

y = punto de cedencia, lb/100 p2

= ngulo de inclinacin del pozo (grados)

Referencias:

1. Hidrulica de la perforacin rotatoria, IMP2. Procedimientos para la determinacin de

hidrulica de perforacin, IMP3. Burgoyne, A.T. y asociados: Applied dril

Engineering, Society of PetroleEngineers, textbooks series, secoprinting, Texas 1991.

4. Lapeyrouse, N.J.: Formulas aCalculations fro Drilling, Production aWorkover, Gulf Publishing CompaHouston, Texas, 1992.

5. Hidrulica avanzada para construir poeficientes y seguros, Ca. HalliburtBaroid, presentacin tcnica, Villahermo2003.

6. Moore, P.L. Drilling practice Manu

Pennwell books Tulsa, Oklahoma.7. Hidrulica Aplicada Nivel 4, Gerencia Reparacin y Terminacin de Pozprograma nacional de capacitacin tcnprctica PEMEX-IMP, segunda edicMxico, 1990.

8. Mitchell, B.: Advanced Oilwell DrilEngineering Handbook and compuprograms, Mitchell Engineering, 9thEditColorado, USA, July 1993.

9. Factors Influencing Hole Cleaning PartTransport in Drilling Environments, Dril

fluids proposal, material prepared by team Petrobras Bolivia S.A., , 1998.10. Recortes 1.0, Prediccin de la Limpieza

un Pozo, gua de usuario, SubdireccinTransformacin Industrial, IMP, Mxagosto 1999.


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APENDICE ACaracterizacin de un fluido Ley de Potencias

Las lecturas tomadas en el viscosmetro Fann detres diferentes fluidos se graficaron encoordenadas rectangulares y logartmicas. Elcomportamiento que exhibieron fue claramente elde un modelo de la Ley de potencias


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APENDICE BMetodologa de clculo de la velocidad mnimapara levantar recortes.

o Se estima un gasto inicial utilizando lasiguiente expresin emprica que relaciona eldimetro de la barrena, bD , y el gasto, iQ .

40*bi DQ = (B1)

o La velocidad del fluido en el espacio anular,

av , para este gasto es la siguiente:

( )2251.24

ea

i

aDD

Qv

= (B2)

Se calcula una viscosidad aparente, a, de acuerdocon el modelo reolgico seleccionado3.Para un fluido plstico de Bingham, la viscosidadaparente se calcula con la siguiente ecuacin:

a

py

pav

d 300+= (B3)

Para un fluido Ley de Potencias, la viscosidadaparente se calcula con la ecuacin:

n

n

a

eaa

n

v

DDK

+

=

0208.0

12

60144

1

(B4)

Con la viscosidad aparente, a, el dimetro delrecorte, pd , las densidades del recorte, p, y del

fluido, f, y el coeficiente de arrastre dC , la

velocidad de asentamiento de recortes, slv , se

calcula con la siguiente expresin.

=

f

fp

d

p

slC

dv

4.113 (B5)

El mtodo iterativo se aplica para el clculo delcoeficiente de arrastre dC en la Ecuacin B5.

o Velocidad anular mnima.Se recomienda alcanzar un acarreo de recormnimo del 60 %. Por lo que un valor inicial de

slv se obtiene con la siguiente ecuacin.

4.0

min

sla

vv = (B

Se calcula el nmero de Reynolds para la partc(recorte).

a

pslf dvN

129Re = (B

Si Re300 N< , entonces el flujo

turbulento.5.1=dC (B

Si 3003Re

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