tema 4. páckers y componentes de flujo_upds

8/12/2019 Tema 4. Pckers y Componentes de Flujo_UPDS

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Captulo 2EMPACADORES DE PRODUCCION

Y COMPONENTES DE FLUJO

DEFINICIN

Los packers o empacadores de produccin son herramientas de fondo que se utilizan para sellar el rea entrela tubera y el revestimiento de produccin a fin de evitar el movimiento vertical de los fluidos, desde el

packer por el espacio anular hacia arriba, es decir, sirven para aislar la caera de revestimiento de las altaspresiones de produccin o de estimulacin y de los fluidos corrosivos.

Se usan packers simples y tambin m!ltiples para aislar varias zonas productoras de hidrocarburos y poderproducirlas sin que se mezclen. "#isten tambin ciertos packers que permiten realizar traba$os especiales,tales como inyeccin de cemento, tratamiento cido y fracturamiento.

%roduccin &, %"'()*+ &n. %nfilo -amrez %rado


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/ntes de ba$ar un empacador al pozo, deber correrse un trpano, un escariador o un rascador para casin yuna canasta recuperadora de desechos, seuido por una carrera de calibre con cable de perfila$e. "sto ayuda aaseurar que el obturador pueda ba$arse y no se atasque o fi$e en forma prematura al punto proramado.

"stos empacadores son utilizados para0

a1 %roteer la caera de revestimiento del estallido ba$o condiciones de alta produccin o presiones deinyeccin, estimulaciones o fracturamientos.

%roduccin &, %"'()*+ &n. %nfilo -amrez %rado)


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b1 %roteer la caera de revestimiento de alunos fluidos corrosivos.c1 /islar perforaciones o zonas de produccin en completaciones m!ltiples.d1 Ser utilizado en instalaciones de levantamiento artificial por as.e1 %roteer la caera de revestimiento del colapso, mediante el empleo de un fluido sobre la

empacadura en el espacio anular entre la tubera productora y el revestimiento de produccin.

%ara cumplir las primeras dos funciones se recomienda anclar la herramienta lo ms cercano a los disparos2* m. sobre el baleo superior1 y deber cumplir lo siuiente0

. "star conectado al tubin.). "l 34 deber ser suficientemente menor que el &4 del casin para proporcionar el espacio libre para

el recorrido en el au$ero.

"n suma, para operaciones eficientes de produccin, los packers alivian al casin en pozos de altas presiones,ya que el casin e#istente es de mayor dimetro que el tubin y teniendo paredes deladas es usualmente mssusceptible al dao por altas presiones que el tubin.

COMPONENTES DE UN PCKER

Los componentes ms importantes de un packer son0

1. El!"to# #lla"t#0 "stos elementos son construidos de un producto de oma de nitrilo y se usan enaplicaciones como0 instalaciones trmicas, pozos cretcicos y pozos productores de as seco. Se hacomprobado que los sellos de oma de nitrilo son superiores cuando se utilizan en ranos de temperaturasnormales.

5uando se asienta una empacadura, el elemento sellante se comprime de manera tal que forma un sellocontra la pared de la tubera de revestimiento. 4urante esta compresin, el elemento de oma se e#pandeentre el cuerpo de la empacadura y la pared de la caera. "sta e#pansin $unto con la maleabilidad delmencionado elemento ayuda a que estos vuelvan a su forma oriinal al ser eliminada la compresinsobre la empacadura.

%roduccin &, %"'()*+ &n. %nfilo -amrez %rado6


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/lunas empacaduras incluyen resortes de acero retrctiles moldeados dentro del elemento sellante pararesistir la e#pansin y ayudar en la retraccin cuando se desasiente la empacadura. "#isten cuatro tiposde elementos sellantes que se usan de acuerdo al tipo de servicio0 liero, mediano, duro y especiales. 2&,&&, &&& y &7, respectivamente1.

Ta$la 1%2. T&po ' El!"to# Slla"t#.

TiposElementos

Sellantes

Presin de

Trabajo

(lb/pulg2)

Temperatura

de trabajo

(F)

I Un solo elemento 5000 250

II Dos o mas 6800-7500 275

III Dos o mas 10000 325

IVEspeciales para CO2

y H215000 !50

2. Cu(a# o #l&p#)Las cuas e#isten en una ran variedad de formas. "s importante que posean un rea

superficial adecuada para mantener la empacadura en posicin, ba$o los diferenciales de presin previstosa travs de esta. Las cuas son usadas para soportar el packer contra el casin mientras es aplicada lafuerza para e#pandir el elemento oma. %ueden ser reemplazadas si se encuentran en mal estado para sunueva utilizacin en el pozo. "n packers conectados, los slips estaran en una posicin cerrada hasta queel packer sea ba$ado a su propia posicin en el pozo. Los slips son lueo librados, usualmente porrotacin del tubin en una direccin hacia la derecha.

*. El!"to# M+lt&pl# ' E!pa,u0 %ermiten el uso de las omas de diferentes rados de dureza. 4eba$ode ciertas condiciones, esto provee un empaquetamiento ms efectivo con menor presin o menoresfuerzo hacia arriba que un elemento simple. Si e#isten tres elementos de oma en un packer, loselementos superior inferior son ms duros que el elemento central.

-. /l0ula ' &ula&3"0 8na vez que el elemento sellante es e#pandido, el au$ero por deba$o del packeres aislado del anulo del casin, esto puede ser una desventa$a si0

21 esto es deseado para circular lodo de perforacin fuera del anular92)1 esto es deseado para iualar presiones antes del desancla$e del packer9261 esto es deseado para circular fluidos mientras cementamos, fracturamos, tratamos o probamos un

pozo.

%or esta razn, la mayora de los packers estn equipados con una vlvula de circulacin que alunos lellaman vlvula iualadora, y debe estar ubicada arriba del elemento sellante.

"sta vlvula puede ser abierta por manipulacin de la caera de perforacin o el tubin 2rotando, tirandohacia arriba, empu$ando hacia aba$o, o una combinacin de estas operaciones1.

5on la vlvula abierta, la comunicacin es establecida entre el interior del tubin y el anular del casin.

45 Co"o#)Sirve como un e#pansor para forzar las cuas hacia la caera de revestimiento, tambin sirvencomo soporte a los elementos de sello.

65 Ju"ta ' #7u&'a'0 Los packers que son usados para :ell testin o tratamiento son llamadosrecuperables. "stos son removidos desde el fondo del pozo cuando el traba$o es completado o acabado. Sila herramienta empieza a estirarse puede ser requerido un costoso traba$o de pesca.

%roduccin &, %"'()*+ &n. %nfilo -amrez %rado;


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%ara facilitar estas operaciones de remocin, el tubin o tubera de perforacin puede ser removido desdeel packer por el apoyo de una $unta de seuridad.

"stas $untas son construidas para que la separacin no ocurra accidentalmente, pero con unamanipulacin propia de la tubera de perforacin, la separacin ocurre fcilmente. "sto elimina la

posibilidad de incrementar una herramienta de $unta en el proceso.

8. 9ol' 'o:" ;&'/ul&o#0 8na de las funciones de un packer es la de aislar al pozo de las presionesentrantes al tubin y aliviar al casin de cualquier tensin interna. "sto impone una ran presindiferencial a travs del packer en la mayora de los casos. "sta diferencial es bastante rande en alunos

pozos, que el packer sera forzado hacia arriba en el casin. %ara prevenir esto, es usado un hold do:nhidrulico, o ancla. "l ancla hidrulica usa la presin diferencial a travs del tubin como una fuerza detraba$o. 5omo la presin en el tubin incremente, la accin del holdin de ancla$e incrementa. /briendola vlvula de circulacin sobre el packer iualar la presin a travs del tubin y el ancla, y los slips delancla se retraen, permitiendo que el packer sea removido.

CLASIFICACION


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Los packers permanentes tienen ranos altos de presin diferencial y temperaturas y randes bores 2au$eroso dimetros1. "llos tienen muchas opciones para ambos ancla de entubacin y packer(tubin, con accesorios

proporcionados para un ran rano de aplicaciones tales como0

5ondiciones de operaciones severas y hostiles con presiones diferenciales mayores a y altas tensiones.

5ompletaciones de lara vida. 5uando los :orkovers son espectables por encima del pcker, por consiuiente no requiere su

remocin lo cual es costosa. 5uando los :orkovers son espectables por encima del pcker y el ancla de entubacin del packer

puede ser usado para taponar el pozo y aislar los fluidos e#traos de la formacin.

%roveer randes bores para pozos de alto caudal.

%roduccin &, %"'()*+ &n. %nfilo -amrez %rado?


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Los mecanismos de asentamiento de los pckers permanentes son0

/sentamiento de la herramienta con cara e#plosiva mediante cable 2elctrico1. /sentamiento con tubin.

4entro de esta clasificacin se tienen dos divisiones0

T&po P!a D&ll0 Son aquellos que necesariamente deben ser frezados despus de su uso o cuandose efect!a un traba$o de :orkover en el pozo, y se debe realizar al!n traba$o por deba$o de estos

packers.

T&po P!a T&00 "ste tipo de packers, todava se pueden recuperar con una herramientaespecialmente diseada para este efecto, siendo propia de cada fabricante.

PACKERS RECUPERA=LES

Son diseados para ser instalados y desanclados con el tubin de completacin. "llos tienen la venta$a de quepueden ser instalados en pozos de nulos altos aunque su clasificacin para operaciones con presionesdiferenciales, ratin de temperatura y el tamao del bore son menores que los equivalentes a packers

permanentes. "s importante que los diseadores consideren completamente los efectos de presin y esfuerzossobre el sistema del pcker y conecciones asociadas al packer(tubin.

%roduccin &, %"'()*+ &n. %nfilo -amrez %rado+


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Sus sistemas de elementos empacantes son tambin ms sensibles a los fluidos del pozo tal como ellos sonms comple$os debido a su habilidad para ser recuperado para despus sea acondicionado para utilizarse enuna nueva intervencin.

Los packers recuperables tienden a ser usados parta las siuientes aplicaciones0

5ompletaciones que tienen un tramo relativamente corto de vida. 5uando estos son probablemente intervenidos y se requieran accesos full bore. "n completaciones multi(zona para sereacin zonal. "n relativamente moderadas condiciones del pozo.

Los mecanismos de asentamiento de los pckers recuperables son0

'ensin del tubin. 5ompresin del tubin. 5ombinacin de tensin y compresin. %resin hidrulica.

%ackers fi$ados por tensin o compresin son muy sensibles a los movimientos del tubin y son raramente

usados hoy dia por los beneficios y la variedad de otros packers recuperables disponibles.

/lunos tipos de packers recuperables son0

T&po ' Copa#0 'ambin estos carecen de cuas de afianzamiento, sellan unidireccionalmente pormuelles metlicos de refuerzo y por incremento de presin en las copas.

T&po A"la0 @o tienen cua de afianzamiento y sella por compresin del aente sellante. T&po ' T"#&3"0 "stos disponen de cuas de afianzamientos y sellan al recibir tensin. T&po ' Co!p#&3"0 "stos obturadores sellan por compresin o peso y disponen de cuas de

afianzamiento. T&po ' t"#&3" > o!p#&3"0 "s una combinacin de los dos anteriores y sellan por compresin y

tensin a la vez. T&po ' p#&3" ;&'/ul&a0 'ienen cua de afianzamiento y hold do:n y se fi$an sellando al

aplicrsele una presin interna. T&po# #p&al!"t '(a'o#)se usan para un traba$o o circunstancia en particular0

a1 Pa? u(a '#0&a'oa0 Se utiliza para desviacin en casin. / esta clase de packers se lospuede direccionar desde la superficie.

b1 Pa? &"@la$l) "ste tipo de packers carece de cuas o slips, siendo ran parte del mismoformado por oma, que es la que hace de sello. Se ancla hidrulicamente mediante la e#pansinde este sello de oma. %uede ba$arse al pozo e inflarse desde la superficie, a travs de un tubine#terno 2en eneral, A de pulada, ?.6< mm1. / menudo se corren en pares para pruebas deensayos de formacin.

MECANISMOS DE FIJACIN DE LOS PACKERS

"l empaque es realizado por el elemento de sello que se e#pande contra el revestimiento, y la retencin delmismo es enerado por las cuas.

"#isten diferentes maneras de fi$ar los obturadores en eneral, los mecanismos ms comunes para su fi$adoson los siuientes0

1. FIJACIN EN FORMA 9IDRULICA

%roduccin &, %"'()*+ &n. %nfilo -amrez %radoB


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Se coloca un con$unto de asiento de bola activable por bombeo cerca del fondo del tubin para aplicarpresin. 4espus de haber fi$ado el obturador y de haber removido por bombeo el asiento y la bola, se ba$a unniple empaquetador como parte de la columna del tubin.

2. FIJACIN EN FORMA MECNICA

"l obturador $unto al niple empaquetador se ba$an a la profundidad de fi$acin con la columna de tubin.Las mordazas superiores se liberan por rotacin 2en eneral, hacia la derecha1 del tubin. Lueo, seaplica tensin que activar el elemento de empaque y las mordazas inferiores. 8na aplicacin de pesoequivalente hacia aba$o permitir controlar la efectiva fi$acin de las mordazas inferiores.

*. FIJACIN ELCTRICA CON CA=LE DE PERFILAJE

8na pequea cara de corriente elctrica, que se transmite a travs del cable de perfila$e, enciende unacara de plvora en el con$unto de fi$acin enerando, en forma radual, una presin aseosa. "sta

presin brinda la fuerza necesaria para fi$ar el obturador. 5uando se aplica al obturador la fuerza defi$acin necesaria, el perno liberador del adaptador del cable de perfila$e se corta y libera al equipo deinstalacin del empaquetador, permitiendo su e#traccin del pozo.

-. INSTALACIN CON CA=LE DE PISTONEO O CA=LE SIMPLE

%roduccin &, %"'()*+ &n. %nfilo -amrez %radoC


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Se instala en el obturador un dispositivo de fi$ado por presin y se ba$a hasta la profundidad deseada conel cable. Se coloca un DEo(4evilF 2accesorio que se usa para provocar DimpactoF1 en el cable de

pistoneo o alambre y se lo de$a caer al pozo. La cabeza de disparo de la herramienta de impacto activa enforma mecnica el dispositivo fi$ador al disparar un cartucho que hace detonar a su vez el fulminantesecundario de encendido y la carpa de plvora del dispositivo fi$ador.

CRITERIOS DE SELECCIN DEL PACKER CORRECTO

4ecidir qu empacador o pcker a usar es un traba$o para un e#perto. Los catloos de los fabricantes en lamayora de los casos tienen una buena lista por encima de 6** packers de los cuales uno debe ser el eleido.8n ran n!mero de estos pueden ser eliminados inmediatamente cuando alunas de las dimensiones del pozoson especificadas, pero hay todava muchas otras condiciones que deben ser consideradas. "ntre estasconsideraciones se tienen0

. 'amao de casin.). 'amao de la tubera.6. @aturaleza del fluido en el pozo.;. 8bicacin o luar de fi$acin.


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d1 5uerpo del obturador.

a5El!"to# ' #llo)Su funcin es enerar un sello entre el empacador y la tubera de revestimiento. "stospueden ser fabricados de diferentes materiales los cuales pueden ser operados ba$o diferentes condicionesde presin y temperatura.

$5 Cu(a#)Se incrustan en la tubera de revestimiento para fi$ar esta con el empacador y as evitar elmovimiento de este, adems permiten la aplicacin de peso y tensin para comprimir el elemento desello.

5 Co"o#)Sirve como un e#pansor para forzar las cuas hacia la tubera de revestimiento, tambin sirvencomo soporte a los elementos de sello.

'5 Cupo 'l O$tua'o)"s una superficie pulida que est en la parte interior del obturador, la cual formaun sello con las unidades de sello multi(v impidiendo el flu$o entre el obturador y la sarta de tubera de

produccin. /dems esta parte del empacador mantiene unidos todos los componentes de la herramienta.

%-3HL"G/S "@ L/ 3%"-/5&I@ 4" %/5J"-S

ASENTAMIENTO PREMATURO ANTES DE LA PROFUNDIDAD INDICADA 'ua"t l0&a ;a&a l @o"'o 'l poo #t # a"la a u"a po@u"'&'a' "o '#a'a " @o!a &"#pa'aa"t# ' ll7a al o$t&0o @oa"'o a uta u" "u0o 0&a.

NO ASENTAMIENTO EN EL FONDO A LA PROFUNDIDAD PRO o$l&7a"'oa ll0a l tala'o ' ao"'&&o"a!&"to paa u" "u0o ta$ao ' !a"t"&!&"to al poo.

REMORDIMIENTO DE LOS PACKERS CUANDO SE GUIERE RECUPERAR EL =9Aua"'o # ,u& '#a#"ta la# !paa'ua# paa &"&&a u" "u0o ta$ao 'ao"'&&o"a!&"to #ta# "o a@loa" o$l&7a"'o a al&a opa&o"# #p&al# ' p#a ,uta'a" > l0a" l o#to ' lo# ta$ao#. La# 'o# p&"&pal# au#a# paa ,u #to #u'a #o"oo#&3" > #ala.

EMPACADURAS ATRANCNDOSE EN EL IAJE 9ACIA A=AJO O SALIENDOHCUANDO ES 9ACIA A=AJO SE DE=E OLER A SACAR5 "o!al!"t la# u(a# ' la!pa,uta'ua # '#a"la" pa&al!"t lo ual ;a ,u #t 0a>a ata"/"'o# 'ua"t l0&a pu' # ta!$&" #ala >o oo#&3" ,u #t/ po'u&"'o #t @to.

ENOLENTE DE DISEO DE PACKERS DE PRODUCCION

"l ineniero de terminacin debe tener un entendimiento completo de las caractersticas y del desempeo deun packer ba$o varias condiciones de cara, con la finalidad de operar el mismo dentro de los lmites dediseo.



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Los packers de produccin son diseados para ciertas condiciones de traba$o, las cuales deben ser bienconocidas para evitar falla de los mismos. La matriz de cara de un obturador provee las bases para evaluarlos efectos simultneos de0

. La %resin diferencial.). Las 5aras a#iales.

1. La P#&3" D&@"&ales enerada por las presiones que e#isten arriba y aba$o del obturador, esta essoportada por el sello enerado entre el elemento sellante y la tubera de revestimiento, as como por lossellos multi(v con el cuerpo del obturador. Las diferenciales de presin se presentan durante larealizacin de operaciones en la etapa de terminacin mantenimiento, as como durante la vida

productiva del pozo.

2. La# Ca7a# aB&al#Son debidos a esfuerzos enerados por el movimiento de la sarta de produccin y sontransmitidos al obturador, estos pueden causar tensin o compresin dependiendo de las condiciones encada operacin. "s importante mencionar que cuando se introducen $untas de e#pansin, estas puedenabsorber parcial o totalmente los movimientos de la sarta. 'ambin esto sucede cuando se corren libreslos sellos multi(v.

4ebido a lo anterior, la matriz de cara presentada en la >iura ;, muestra las bases para evaluar los efectossimultneos de presin diferencial y cara a#ial. "l cuadrante & y &&& representan el caso donde e#isten mayor

presin arriba del empacador y simultneamente est sometido a tensin y compresin respectivamente.

%or otra parte, los cuadrantes && y &7 muestran el caso donde e#iste mayor presin por deba$o del obturador ysimultneamente est sometido a tensin y compresin respectivamente. "sto se muestra en la >iura


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La decisin acerca de que tipo de packer se va a correr puede ser muy comple$a y la lista de las caractersticasde los packers disponibles es casi interminable.

Se recomienda emplear la siuiente metodoloa0

1. Co"'&&o"# ' opa&3")a1 4iferencial de presin.

b1 5aras a#iales.c1 'emperatura.d1 >luidos producidos.

2. Co"'&&o"# 'l poo)a1 4imetro interior de la '.-.

b1 >luido de terminacin.c1 4esviacin y severidad.

*. Po'&!&"to paa olo > a"lalo)a1 'ubera de perforacin.

b1 5ableKLnea.

c1 'ubera fle#ible.d1 &nteral.

-. I"t0"&o"# @utua#)a1 -eparaciones mayores.

b1 -eparaciones menores.c1 &ntervenciones sin equipo.

PARMETROS INOLUCRADOS EN EL PROCESO DE SELECCIN

/ continuacin veamos como calcular o como obtener los mismos0

1. CONDICIONES DE OPERACIN

a. D&@"&al ' p#&3"

"l empacador de produccin es sometido a presin diferencial durante las operaciones determinacin y reparacin del pozo. La estimacin de estas presiones es fundamental para la seleccinadecuada de estas herramientas. "n esta ua se mostrar como determinar la diferencial de presindurante las operaciones de induccin, prueba de admisin, estimulacin y fracturamiento0

I"'u&3"

4urante la induccin se desplaza el fluido de terminacin o fluido producido por el yacimiento pornitreno, por lo reular este proceso se realiza con el au#ilio de la tubera fle#ible. 7er >iura C.

%roduccin &, %"'()*+ &n. %nfilo -amrez %rado6


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La presin diferencial 2 EmpP 1 es calculada con la "c. ).6, la cual es la diferencia entre la presinsobre el empacador, %S"2"c. ).1 y la presin deba$o del empacador, %H" 2"c. ).)1

TRVEfeSE PDxxP += ;)). 2).1

TPfNVENBE PPDxxP ++=)

;)). 2).)1

BESEEmp PPP = 2).61

%ara fines prcticos se recomienda despreciar las prdidas por friccin 2% f@1 o consultar la ua deinducciones para su determinacin y considerar una densidad promedio de @itreno de *.) rKcc.'ambin pudiese considerarse la sarta de produccin completamente vaca.

Pu$a ' a'!&3"

%roduccin &, %"'()*+ &n. %nfilo -amrez %rado;


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La prueba de admisin es realizada mediante el represionamiento del sistema con la finalidad de conocerel valor de presin en el que la formacin cede a la admisin de fluido, esto es esquemticamenterepresentado en la >iura *.

La diferencial de presin 2 EmpP 1 es obtenida con las ecuaciones ).;, ).< y ).6, para el clculo de lasprdidas por friccin 2%f1 referirse a la ua de estimulaciones.

E#t&!ula&3"Fatua!&"to

Las operaciones de estimulacin fracturamiento involucra la inyeccin de fluidos con el ob$etivo eneral deme$orar las condiciones de permeabilidad 27er >iura 1. "stas operaciones eneran una diferencial de

presin en el empacador de produccin, misma que puede ser determinada con las "cuaciones ).?, ).+ y ).6.

%ara la determinacin de la presin por friccin 2f P

1 enerada entre el fluido inyectado y el apare$o deproduccin, referirse a la ua de estimulaciones.



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%roduccin &, %"'()*+ &n. %nfilo -amrez %rado?


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$. Ca7a# AB&al#

3tro parmetro a determinar para la seleccionar correctamente los empacadores de produccin sonlas caras a#iales. / continuacin se ilustrar cuando se presentan, as como el orien de las mismas.

4urante las opa&o"# ' t!&"a&3" > !a"t"&!&"to ' lo# poo# o!"ta'a# p0&a!"tH&"'u&3" pu$a ' a'!&3" #t&!ula&3" > @atua!&"to5 a# o!o 'ua"t #u 0&'apo'ut&0a, la tubera de produccin es sometida a diferentes condiciones de presin y a cambios detemperatura, esto enera esfuerzos en el acero los cuales se refle$an en la contraccin y elonacindel mismo, causando un movimiento neto del apare$o de produccin. "ste movimiento oriinatensin compresin en el empacador, mismas que reducen su resistencia a la presin diferencial. "nalunos casos estas caras son lo suficientemente elevadas que causan la falla del empacador. %or lotanto es substancial la determinacin de los esfuerzos a#iales a que ser sometido el empacador.

"s importante mencionar que solo se revisarn tanto los efectos que eneran el movimiento de latubera de produccin, as como sus consecuencias 2elonacin contraccin1 en las diferentesoperaciones. Las ecuaciones y procedimiento de clculo sern presentados en la ua de diseo desartas de produccin.

Los efectos que eneran este fenmeno son0 Halloonin 2e#pansin1, %istn, Hucklin 2pandeo1 y

'emperatura. "stos son esquemticamente representados en la >iura ).

=alloo"&"7 HBpa"#&3"5.%"ste efecto es enerado por la presin radial e$ercida sobre la tubera, estotiende a incrementar el dimetro con un consecuente acortamiento de la lonitud de apare$o. "l efectocontrario 2mayor presin afuera de la tubera1 produce una elonacin en el apare$o.

Pt3".%"ste efecto es producido por la aplicacin de presin sobre un rea e#puesta, el cual puedecausar elonacin si la diferencial de presin es mayor arriba del empacador contraccin si ladiferencial de presin es mayor ba$o el empacador, lo cual sinifica que esta presin esta actuando enla seccin transversal de los sellos multi(v zapata ua e intenta comprimir el apare$o de

produccin.


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=u?l&"7 Hpa"'o5.%/l iual que el efecto pistn, bucklin es el resultado de la diferencial depresin que se tiene dentro y fuera del apare$o, misma que act!a sobre una seccin transversal. Sinembaro este efecto aparece en el momento que se inicia a doblar pandear el apare$o de

produccin.

T!patua.%8n cambio de temperatura debido a la produccin de hidrocarburos inyeccin defluidos causa cambios en lonitud de la sarta de produccin. "ste cambio de lonitud es directamente

proporcional al coeficiente de e#pansin del acero.

COMPORTAMIENTO DE LA SARTA DE PRODUCCION

/ continuacin se presentara cualitativamente como se comporta la sarta de produccin durante lasoperaciones de terminacin y reparacin del pozo, tales como induccin, prueba de admisin,

estimulacin y fracturamiento.

I"'u&3"

La >iura 6 muestra los diferentes efectos que causan el movimiento del apare$o de produccin duranterealizacin de una induccin. "n esta operacin la presin dentro del apare$o es menor que la que act!afuera de la tubera, debido a esto la presin e#terna comprime el acero causando una elonacin, a su vezesta diferencial de presin se e$erce sobre un rea transversal tambin oriinando elonacin. %or elcontrario el efecto de temperatura crea contraccin, esto es debido al enfriamiento del apare$o de

produccin. "l movimiento total es la diferencia entre estos efectos.


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Pu$a ' a'!&3"

La >iura ; muestra los diferentes efectos que causan el movimiento del apare$o de produccin duranterealizacin de una prueba de admisin. / diferencia de la operacin de induccin, durante la prueba deadmisin la presin dentro del apare$o de produccin se incrementa. "sto enera una e#pansin de latubera enerando contraccin de la misma. %or otra parte la diferencial de presin incrementa dentro delapare$o, misma que actu en la seccin transversal e#puesta de los sellos multi(v zapata ua lo quetambin causa contraccin. 4urante esta operacin se inyecta un fluido que normalmente se encuentra atemperatura ambiente enerado un enfriamiento del acero y por consiuiente una contraccin del mismo.

5omo se observa durante una prueba de admisin todos los efectos causan una contraccin del apare$o deproduccin.


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E#t&!ula&3"Fatua!&"to

/l iual que la operacin de prueba de admisin, normalmente durante una estimulacin fracturamiento, tambin se inyecta un fluido a temperatura ambiente el cual incrementa la presin dentrodel apare$o de produccin. %or tanto los efectos tienen un comportamiento similar, es decir los cuatrotienden a contraer el apare$o de produccin. "sto es esquemticamente presentado en la >iura


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G 1, este se calcula con la "cuacin ).B. 8na vez que se conoce el radiente de temperatura, seobtiene la temperatura de operacin del empacador con la "cuacin ).C.

'. Flu&'o# po'u&'o#

5onocer la composicin de los fluidos producidos es fundamental, pues se puede conocer elambiente al cual ser sometido el empacador permitiendo una seleccin adecuada de la metaluria.

"l tipo de material que se emplea para fabricar un empacador influye considerablemente en su costo.%or lo tanto, es necesario un conocimiento correcto tanto de la concentracin, as como de los fluidosque estarn en contacto con la herramienta, con la finalidad de evitar la compra de empacadores

costosos, la introduccin de herramientas que no son diseadas para ambientes corrosivos.

PARMETROS A CALCULAR PARA DETERMINAR LA CORROSIN ESPERADA.

/ continuacin se presentan los parmetros a calcular para determinar la corrosin esperada y losmateriales que se recomiendan para los diferentes ambientes.

1. P#&3" pa&al 'l 92S.

La presin parcial de cido sulfhdrico es obtenida con la "cuacin ).*. La presin en el empacador2PEmp1 es calculada con la "cuacin )., esta presin puede ser fcilmente obtenida con losinenieros de produccin. La >iura ? muestra esquemticamente como obtener la presin a la

profundidad del empacador, la cual es funcin de la presin de fondo fluyendo 2Pwf1, las perdidas por

friccin 2Pf1 entre el fluido producido y tubera de e#plotacin y de la densidad de los fluidosproducidos 2Pg1.

2. P#&3" pa&al 'l CO2.

La presin parcial del 4i#ido de carbono se determina con la "cuacin ).) empleando elprocedimiento previamente e#plicado para la determinacin de la presin en el empacador.


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*. Sal&"&'a' 'l a7ua ' @o!a&3".

5orrosin es un proceso electroqumico, por tanto la salinidad del aua de formacin $uea un papelimportante en este proceso.

"n soluciones de 5loruro de Sodio, la conductividad elctrica es mayor que en soluciones libres de

cloruros, por tanto la probabilidad de corrosin incrementa.

-. p9 'l a7ua ' @o!a&3".

"l p del aua de formacin es un factor esencial en el desarrollo de la corrosin, ha sidodemostrado que la presin parcial del )S y la concentracin del &on hidreno influencian en lacantidad del hidreno atmico que entra en el acero.

8na vez que se tienen las presiones parciales, se puede emplear la 'abla para determinar si lacorrosin esperada ser alta, media simplemente no se presentara.

'ambin se puede emplear la >iura + para el au#ilio en la seleccin de la metaluria. 5on lautilizacin de la 'abla y la >iura + se puede conocer tanto el ambiente corrosivo esperado comoel tipo de material a emplear para la fabricacin del empacador, con esto se evitara la comprainnecesaria de productos costosos la introduccin de empacadores que no sean fabricados para

servicio en )S y 53).


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3tros parmetros a considerar para la seleccin del empacador de produccin son las condiciones delpozo en el que se introducir. / continuacin se describen los factores ms importantes a contemplarrespecto a las condiciones del pozo.

2. Co"'&&o"# 'l poo.

a5 D&/!to &"t&o ' la T.R$5 Flu&'o ' t!&"a&3"5 D#0&a&3" > #0&'a'

a5 D&/!to &"t&o ' la T.R.

4urante el proceso de perforacin y terminacin, e#isten diferentes productos que estn en contacto

con la tubera de revestimiento, los cuales pueden alterar el dimetro interior y puede impedir que elempacador ba$e causar su ancla$e.

"stos materiales pueden ser slidos del lodo, cemento, etc. %or lo cual se recomienda efectuar unvia$e con escariador previo a la corrida del empacador. /dems se tiene que considerar los dimetrosinteriores de las tuberas de revestimiento que se encuentran arriba del revestimiento donde se anclarael empacador.

$5 Flu&'o ' t!&"a&3".

Se tiene que considerar el tipo de fluido tanto de terminacin como empacador. Si el fluido es unlodo de perforacin, los slidos tendern a precipitarse sobre el empacador, lo cual en la mayora delos casos produce el atrapamiento de este. %or otro lado, si el fluido es una salmuera que contenacloruros, bromuros etc., deber e#istir compatibilidad entre esta y los elastmeros del empacador.

5 D#0&a&3" > #0&'a'.

La desviacin y severidad de un pozo son factores importantes a considerar para seleccionar y correrel empacador.

"n pozos con severidades muy altas patas de perro se tiene que considerar la lonitud del ensamble,esto es lo laro del empacador y sus accesorios 2soltador, empacador, e#tensiones pulidas, niples deasiento, etc.1.

8n parmetro importante a contemplar durante la seleccin del empacador es el procedimiento para

correrlo y anclarlo. / continuacin se presentan las tcnicas ms comunes para realizar esta operacin.*. Po'&!&"to paa olo > a"lalo.


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a5 Tu$a ' p@oa&3"$5 Ca$lL"a5 Tu$a @lB&$l'5 I"t7al

"l procedimiento para correr y anclar un empacador es un factor crtico para el #ito de la operacin.%or lo tanto se recomienda analizar las diferentes opciones y seleccionar la que tanto tcnica comoeconmicamente sea la ms adecuada.

5abe mencionar que el tiempo en realizar la operacin es bsica en la toma de decisin.

3tro factor es la e#actitud a la profundidad deseada, lo cual es com!n cuando se tienen dos intervalosmuy cercanos, en estos casos lo mas conveniente es correrlo con cable.

3tro aspecto a considerar para la seleccin de esta herramienta son las intervenciones futuras a realizar. /continuacin se comenta lo relevante de este parmetro.

-. I"t0"&o"# @utua#.

a5 Rpaa&o"# !a>o#$5 Rpaa&o"# !"o#5 I"t0"&o"# #&" ,u&po

"l hecho de conocer si e#istir una intervencin futura no, es importante para considerar si seselecciona un empacador permanente recuperable. "n pozos de alta presin donde es casi un hechoque no se realizarn intervenciones de molienda en lo futuro se recomienda un empacador

permanente. 4e lo contrario en pozos con alta probabilidad de moler el empacador, lo ms adecuadosera correr y anclar un empacador recuperable, pues sera ms sencillo y econmico recuperar elempacador que su molienda y pesca.

4. Sl&3" 'l !paa'o a pat& ' la "0ol0"t ' '#!p(o.

4espus de haber considerado las condiciones de operacin, condiciones del pozo, el procedimientopara correr y anclar el empacador y las intervenciones futuras, la seleccin final debe realizarseempleando la envolvente de desempeo de los empacadores candidatos.

Se debe solicitar a las compaas de servicio las envolventes de los empacadores a emplear, con elob$eto de realizar el anlisis de caras combinadas a las operaciones proramadas probables aefectuar 2inducciones, pruebas de admisin, estimulaciones, fracturamientos1 y comparar losresultados con la envolvente de diseo para mantenerse en todo momento en el rea de operacinseura, el empacador a solicitar ser el mas econmico, siempre y cuando cumpla con lascondiciones de operacin.

Ap"'& 1.No!"latua

DVE = %rofundidad vertical del empacador 2m1DVY = %rofundidad vertical del yacimiento 2m1GT = Eradiente de temperatura 2=5Km1

Pbba = %resin de bombeo 2psi1PBE = %resin ba$o el empacador 2psi1PEmp = %resin en el empacador 2psi1PFiny = %erdidas por friccin del fluido de inyeccin 2psi1PfN = %erdidas por friccin del nitreno 2psi1PfT = %erdida por friccin del fluido de terminacin 2psi1Pparcial H2S M %resin parcial del cido sulfhdrico 2psi1Pparcial !2 = %resin parcial del di#ido de carbono 2psi1PSE = %resin sobre el empacador 2psi1


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PTP = %resin en la tubera de produccin 2psi1PTR = %resin en el espacio anular 2psi1Pwf = %resin de fondo fluyendo 2N1TEmp = 'emperatura a la profundidad del empacador 2m1TS = 'emperatura en superficie 2=51TY = 'emperatura del yacimiento 2=51

Op = 4iferencial de presin entre los disparos y el empacador debido a la friccin y ravedad 2psi1O%"mp M%resin diferencial en el empacador 2psi1

FUERAS GUE ACTAN SO=RE UN PACKER ASENTADO POR PESO

E!plo0

8n pozo est equipado con caera de

tema 4. páckers y componentes de flujo_upds

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