Ingenieria Petrolera

diseño de revestidores

El Propósito de Instalar una Tubería de Revestimiento

Para permitir la perforación y completación de un pozo, es necesario “delinear” el agujero perforado con tubería de acero/tubería de revestimiento. Una vez que está este en su lugar, es cementada, soportando la tubería de revestimiento y sellando el espacio anular para:

? Reforzar el agujero.

? Aislar formaciones inestables/fluyendo/bajo balance/sobre balance.

? Prevenir la contaminación de reservorios de agua fresca.

? Proveer un sistema de control de presión.

? Confinar y contener fluidos y sólidos producidos por perforación/completación/

? Actuar como conducto para operaciones asociadas (perforación, trabajos con línea de acero, completación y mas sartas de revestimiento y tubería) con dimensiones conocidas (ID’s, etc.)

? Sostiene el cabezal de pozo y sartas de tubería de revestimiento adicionales.

? Sostiene el BOP y el arbolito.

1. PROPIEDADES DE LA TUBERÍA DE REVESTIMIENTO.

La tubería de revestimiento viene usualmente especificada por las siguientes propiedades:

• Tamaño: Diámetro exterior y grosor de la pared

• Peso: Peso por unidad de longitud

• Grado del acero resistencia a la tensión

• Tipo de conexión: diseño geométrico de las roscas o acople

• Rango: Longitud de la junta

Las normas API aportan formulas con las que se calcula el comportamiento de tuberías de revestimiento.

1.1 Diámetro exterior y grosor de la pared

El diámetro exterior se refiere al cuerpo de la tubería determina el tamaño mínimo del agujero en el que puede ser corrida la tubería de revestimiento.

El grosor de la pared determina el diámetro interno de la tubería y por lo tanto el tamaño máximo de la barrena que puede ser corrida a través de la tubería.

La tolerancia permitida en lo que se refiere a diámetro exterior y grosor de la pared, es dictada por API Spec. 5CT. Como regla general:

Diámetro exterior de la TR >= 4½” Resistencia + 1.00%, - 0.50%

Diámetro exterior de la TR < 4½” Resistencia ± 0.031% Grosor de la pared Resistencia – 12.5% 1. 2 Peso por unida de longitud O peso nominal de la tubería de revestimiento es utilizado principalmente para identificar tubería de revestimiento durante el ordenado. Los pesos nominales no son exactos y están basados en el peso teórico calculado de una tubería con roscas y acoples, de 20 pies de longitud. 1.3 Grado del acero Las propiedades mecánicas y físicas de la tubería de revestimiento dependen de la composición química del acero y el tratamiento de calor que recibe durante su fabricación. API define nueve grados de acero para tubería de revestimiento: H40 J55 K55 C75 L80 N80 C95 P110 Q125 1. 4 Tipo de conexión Hoy en día existen múltiples tipos de conexiones disponibles en el Mercado. La selección de una conexión adecuada debe ser basada en la intención de aplicación, el desempeño requerido y el costo. En tuberías de revestimientos, superficial e intermedia si la presión diferencial a través de la conexión es de > 7,500 psi, la opción preferente es la de utilizar roscas Premium.

Una rosca API con un diseño de acoples mejorado puede ser utilizado, a pesar de que sus cualidades de sellado no son muy confiables.

Se encuentra disponibles seis conexiones genéricas. Estas son:

• Api 8-redonda, stc o ltc

• Api btc

• Sello metal-con metal, con roscas y cuplas

• Sello metal-con-metal, reforzada e integral (o acoplada)

• Sello metal-con-metal, formada e integral (descarga)

• Soldada a, reforzada e integral

1.5 Rango.

Los tramos o juntas de revestimiento no son fabricados en longitudes exactas. API ha especificado tres rangos entre los cuales debe encontrarse la longitud de las tuberías.

Los estudios y conexiones que el API, ha generado una gran cantidad de referencia y especificaciones, que en muchos casos se aplican en cada una de las etapas en que se utiliza las tuberías.

Es decir primero los fabricantes producen las tuberías requeridas acorde a las especificaciones de fabricación y pruebas recomendadas por el API, además desde un punto de vista del diseño, se utiliza las condiciones de desempeño estipuladas en los boletines y finalmente, se aplican las recomendaciones para el uso adecuado de las tuberías.

2. TIPOS DE REVESTIDORES

Existen principalmente 5 tipos de tubería de revestimiento instalados en la perforación en tierra, estas son:

a. Sarta de Conducción

b. Tubería Superficial de Revestimiento

c. Tubería Intermedia de Revestimiento

d. Tubería de Revestimiento de Producción o Explotación.

e. ”Liner”

Pero en la perforación de pozos costa afuera se agrega una tubería de revestimiento mas esta es:

a. Tubería “Stove”, Conductor Marino, Tubería Superficial

2.1 Sarta Conductora

La sarta es instalada para proteger la superficie de la erosión por el fluido de perforación utilizada para apoyar formaciones no-consolidadas, proteger arenas de aguas frescas de ser contaminadas y reviste cualquier depósito poco profundo de gas. La sarta es usualmente cementada a la superficie en tierra y al lecho marino costa afuera. Esta es la primera sarta a la que se instala la columna de BOP. En caso de que se utilicen BOP’s de superficie (es decir autoelevables) la sarta de conducción también sostiene el cabezal de pozo, el arbolito y sartas de revestimiento subsecuentes.

De acuerdo a las exigencias, los diámetros más comunes para sartas primarias son: 95/8, 103/4, 133/8, 16 y 20 pulgadas. La profundidad a la cual puede colocarse una sarta de estos diámetros en el hoyo está en función del peso nominal (kg/metro de tubo), que se traduce en la capacidad de resistencia en tensión, aplastamiento y estallido.

2.2 Tubería Superficial de Revestimiento

Provee protección contra arremetidas para la perforación más profunda, soporte estructural para el cabezal de pozo y sartas de revestimiento subsecuentes y es muchas veces utilizada para aislar formaciones problemáticas. La sarta se encuentra, ya sea cementada a la superficie o en el interior de la sarta de conducción.

Se instala para proteger las formaciones de agua dulce y evitar que las formaciones sueltas de derrumbarse dentro del pozo. También sirve de anclaje a la BOP para controlar problemas con zonas de presión anormal. El revestimiento debe ser lo suficientemente resistente para soportar la BOP, y capaz de resistir las presiones

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