PROYECTO DE UNA CEMENTACION PRIMARIA EN CAMPO CARANDAAplicar flujo turbulento con la técnica y formulas de DOWELL

1.- Datos de campo

Pozo-car-x Diámetro del pozo (DH) 9,5 pulgs.

Profundidad 3000 m ( 9843 pies ) (H)Tramo para cementar 500m ( 1640 pies ) (h)Cañería 3000m, diámetro de cañería 7 pulgs. (Dp = 7 pulgs. J-55, 26 lbs/pie)ID = 6,276 pulgs.Gradiente de fracturamiento 0,78 psi/pie Tiempo de espera WOC – 24 horasEquipo de desplazamiento 15 BPMMezcla : 50 pies cubicos/minuto

2.- Datos de laboratorio

2.1.- Para la simulación del pozo, las condiciones asumidas son: Temperatura de superficie 80 ºF Presión de superficie 1.060 psi Peso especifico del lodo 10 LPG Temperatura de fondo 6.007 psi

2.2.- Sistema A: Cemento Loma negra + 25% de ceniza + 4% de bentonita + 78% de agua Peso especifico de la lechada : 14 LPG, 0.733 psi/pie Lectura a 600 = 138, lectura a 300 = 123 Tiempo de bombeabilidad = 1 hora, 20 minutos a 9843 pies ( 113 ºF = BHCT ) Resistencia a la compresión = 1.430 psi a 24 horas ( BHT = 174 ºF )

2.3.- Sistema B lodo bentonitico

Peso especifico del lodo = 10 LPG = 0,52 psi/pie Lectura a 600 = 32, lectura a 300 = 21

CALCULAR

3.- Densidad de lechada de cemento y Nro de sacos de cemento tomando en cuenta exceso de 25% de volumen de lechada de cemento.Tomar en cuenta de las tablas de HALLIBURTON que para agujero de 9,5-7 pulgs. ,el volumen anular unitario es = 0,2250 pies cubicos/piey el volumen unitario en el interior de cañería de 7 pulgs. J-55, 26 lbs/pie es de = 0,2148 pies cubicos/pie.

3.1.- Materiales utilizados en la cementación

4.- Calcular el tiempo de mezclado y volúmenes aparentes para llenar los silos.

5.- Desplazamiento

6.- Calculo hidráulico de la cementación 6.1.- Tecnica de DOWELL 6.2.- Calculo del caudal critico para turbulencia 6.3.- Calculo de presiones, tanto para la lechada de cemento como para el lodo en el anular y

en el espacio anular de acuerdo al ejemplo tipo. Calcular factores de fricción y perdidas de presión en el interior de la cañería como en el espacio anular de acuerdo al ejemplo tipo 6.3.1.- Calcular presión total en superficie al iniciar el desplazamiento 6.3.2.- Calcular presión total en superficie al finalizar el desplazamiento 6.4.- Calcular la potencia hidráulica 6.5.- Tiempo de desplazamiento y cementación 6.6.- Lechada removedora 6.7.- Presion de fondo al finalizar el desplazamiento

PROBLEMA RESUELTO PRACTICO # 1

3. Calculo de cemento

Cemento 50kl 50/3,15 = 15,87325% ceniza 12,50 12,50/2,26 = 5,5514% bentonita 2 2/2,30 = 0,86978% de agua 39 39/1 = 39Totales 103,5 61,273

1 pie3 = 28,32 Lts. 1 klg = 2,204 lbrs.

D1 = 103,5/61,273 = 1,689 kl/lt = 14,1 LPGV1 = 61,273/28,32 = 2,16359 pie3/Sk

De las tablas de HALLIBURTON para agujero de 9,5 pulgs y cañeria de 7 pulgs se tiene:Vol. An. = 0,2250 = pie3/pie

Vol. Lechada = 0,2250 x 500 x 3,281 = 369,11

Vlt = 269,11 x 1,25 = 461/2,163 = 213

3.1.- Materiales utilizados

Cemento 50 x 213 = 10.650 kl 23.973 lbrs25% ceniza 12,5 x 213 = 2662,5 kl 5868 lbrs4% bentonita 2 x 213 = 426 kl 939 lbrsAgua requerida 39 x 213 = 0,8307 Ltrs.

4.- Calculo de tiempo de mezcla y volúmenes aparentes:

MATERIAL VOLUMENES APARENTES (pie3)

Cemento 23473/94 = 250Ceniza 5868/64 = 92Bentonita 939/60 = 16Totales 358

Tiempo de mezcla = 358/50 = 7,16 minutos

5.- DesplazamientoPara cañería de 7 pulgs, J-55, 26 lb/pie0,0382 BPMDesp. = 0,0382 x 3000 x 3,281 = 376 bbls.

6.- Calculo hidraulico

6.1.- Tecnica de DOWELL

Up = 138 – 123 = 15 y con la ecuacion n = 0,000672 x 15 0 0,001oo8N = 0,01008 Ty = (123 – 15)/100Ty = 108/100 = 1,08

Aplicando las mismas ecuaciones se tiene para el lodo

Up = 32 – 21 = 11N = 0,00672 x 11 = 0,07392

Ty = 21 – 11 = 10 10/100 = 0,10

6.2.- Calculo del caudal critico

DH = 9,5 ; DP = 7 DH + DP = 18,5 ; DH – DP = 2,5 Dip = 6,276 , DIP 2 = 39,3881 DP = 7

Dw para flujo TURBULENTO

Qct = 140 (16,5)/14,1 (0,01008 + ( 0,01008 + 2,52 X 1,08 X 14,1/2690)⅟2 )Qct = 163,82978 (0,01008 + (0,000101606 + 0,03538104)⅟2)Qct = 163,82978 (0,01008 + 0,18836838)Qct = 32,51 BPM

6.3.- Calculo de presiones:

Velocidad critica en el anular

Va = 17,15 x Qc/Dh2 – DP2 = 15,15 x 32,51/41,25 = 13,52 PPS

Calculamos Vc en cañeria

Vc = 17,15 ( Qc/dip2 ) reemplazando valoresDip = 6,276 ; dip 2 = 39,3881Vc = 17,15 x 32,51/39,3881 = 14,15

Para el calculo de fricción:

Nre = 928 ( DH – DP ) Va x d/Up = 928 x 2,5 x 13,52 x14,1/15Nre = 29484

Calculamos factor de friccion

Fa = 0,0014+0,09/29484⁰’2⁷ = 0,0014 + 0,09/16,098604 = 0,0014 + 0,00559054Fa = 0,00699

Para el interior de cañería

Nre = 928 x 6,276 x 14,15 x 14,1/15Nre = 77467

FC = 0,0014 + 0,004307 = 0,005707FC = 0,005707