Tarea 1 Investigación y Problemas

8/17/2019 Tarea 1 Investigación y Problemas

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Contenido

Introducción

Nomenclatura

1. Margen de Riser 1.1 ¿Qué es?1.2 ¿Cómo se calcula?1.3 Ejemlo

2. !o"le gradiente2.1 ¿Qué es?

2.2 ¿Cómo a#ecta o "ene#icia?2.3 ¿Cómo generar el gradiente do"le?

Conclusión

$i"liogra#%a


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Introducción

&a "'s(ueda de )idrocar"uros alrededor del mundo )a su#rido una imortantetrans#ormación al en#ocar sus es#uer*os en las oeraciones costa a#uera + llegar )asta *onas de ,aguas ro#undas-. Esta situación o"liga a la "'s(ueda de nueassoluciones tecnológicas (ue ermitan generar los cam"ios (ue re(uiere laindustria del etróleo. /l incrementar las ro#undidades de er#oración0 aumentantam"ién los ro"lemas asociados a ella0 tal es el caso de la entana oeracionalentre la resión de oro + la resión de #ractura o en las oeraciones deer#oración0 una desconeión accidental o un #allo del riser.

&a eloración + elotación de +acimientos en /guas 4ro#undas se re#iere a laeloración + elotación de regiones u"icadas en tirantes de agua ma+ores a566metros 0 medidos desde el esejo de agua )asta el lec)o marino0 + (ue llegue)asta m7imo 1566 metros suerando los 1566 metros se consideran /guas 8ltra4ro#undas.


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Nomenclatura

R9$ 4iso de er#oración0 unto de re#erencia de ro#undidad

M:& Niel medio del mar

:# &ec)o marino

;< &ongitud del agua

4 4o*o

ρrm Margen de riser =g>

ρdf !ensidad e(uialente del #luido de er#oración =g>

ρsw !ensidad del agua de mar =g>

& &ongitud del riser a artir del $4 )asta el iso de er#oración =#t>

D 4ro#undidad del o*o =@A!0#t>

Dw @irante de agua =#t>


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1. Margen de Riser

1.1 ¿Qué es?

:i decidimos er#orar desde una lata#orma de er#oración #lotante0estamos o"ligados a tomar en cuenta (ue las consideraciones de seguridadre(uieren (ue un eso del lodo adicional se inclu+a ara la er#oracióncosta a#uera ara oder contener la resión del o*o en una situación en la(ue se de"a desconectar el riser ante una situación de emergencia0 comolas malas condiciones meteorológicas. Que a su e* dar%a lugar a laérdida de la columna de lodo en el riser (ue roorciona inicialmente elao+o )idrost7tico. Este eso del lodo adicional se denomina ,margen deriser-. En lugar de una columna de lodo0 )a"r%a una columna de agua demar. Esto reduce signi#icatiamente la resión )idrost7tica de"ido a la

columna ertical de l%(uido or encima de la ca"e*a +a (ue la densidad delagua de mar es generalmente menor (ue la del lodo de er#oración.

En la #igura 1 se ilustra el ro"lema. !urante la er#oración0 el lodo deer#oración est7 llenando todo el agujero )asta el iso de er#oración0 comose muestra en la #igura 1a. :in em"argo0 durante la desconeión0 la ca"e*a)idrost7tica causada or la eleación del iso de er#oración al niel delmar se ierde0 + el lodo dentro del riser )a sido sustituido or agua de mar0como se muestra en la #igura 1" .

Figura 1. Escenario de perforación a!andono "ue definen el margen de riser a#durante la perforación !# despues del a!andono

1.$ ¿Cómo se calcula?


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8na manera m7s directa ara calcular el margen de riser es la siguienteB

ρrm=( L∗ ρdf )−( Dw∗ ρsw)

( D− L)

!onde ρrm es el margen de riser =g>0 ρdf es la densidad e(uialente

del #luido de er#oración a resión de la #ormación =g>0 ρsw es la

densidad del agua de mar =g>0 & es la longitud del riser a artir del $4

su"marino )asta el iso de er#oración =#t>0 D es la ro#undidad del o*o

=@A!0#t> + Dw es la ro#undidad del agua =#t>

1.% E&emplo

Calcular el margen de riser ara este casoB

•

ρdf D.2 g.

• ρsw .F g

• & 0166 #t• ! 130666 #t

• Dw 0666 #t

:oluciónB

ρrm=(8,100∗9.2)−(8,000∗8.6)

13,000−8,100 =1.2 ppg


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El margen de riser ara este caso es 1.2 g.

$. 'o!le gradiente

$.1 ¿Qué es?

8no de los muc)os retos encontrados cuando se er#oran o*os en aguasro#undas es la decreciente entana entre la 4resión de oro + la 4resiónde #ormación. En ciertas 7reas costa #uera con deósitos sedimentariosm7s jóenes0 la resencia de un estrec)o margen entre la 4resión de oro +la de #ractura roocan grandes retos de er#oración (ue se incrementancon la ro#undidad del agua

Este acontecimiento es elicado como el resultado de las "ajas resiones

de so"recarga0 de"ido al "ajo gradiente de resión del agua de mar0 m7s(ue al es#uer*o t%ico de las #ormaciones arenaGarcilla. &a situaciónresultante de esta situación es (ue la so"recarga + la resión de #ractura enun o*o costa a#uera son signi#icatiamente "ajas0 (ue a(uellas de un o*oen tierra de una ro#undidad similar0 + es m7s di#%cil mantener so"re resióntécnicas de er#oración sin #racturar la #ormación.

@%icamente0 el método ara com"atir este ro"lema )a sido #ortalecer la@R0 incrementando el n'mero de tramos colocados en el o*o durante lasoeraciones de er#oración + terminación. :in em"argo0 esto uede ser

etremadamente costoso0 tanto de una ersectia de costos de materialcomo de una ersectia de costo or tiemo

;a sido ro"ado (ue el n'mero de tramos de @R colocados en un o*ouede ser reducido si la di#erencia entre la resión de resión de oro + lade #ractura ueden ser mejor controladas. En la eer#oración conencional0la columna de lodo se etiende desde le e(uio de er#oración )asta el#ondo del o*o + #orma un gradiente 'nico de resión de lodo. 4aradisminuir la carga en un tu"o ascendente se reemla*a el gradiente 'nicode resión or un sistema de gradiente do"leB un gradiente de resion

)idrost7tica act'a desde el e(uio de er#oración )asta el lec)o marino0mientras (ue un nueo gradiente de resión m7s eleado act'a desde ellec)o marino )asta el #ondo del agujero.

8n sistema de gradiente do"le remuee el lodo (ue llena el riser delsistema t%ico de er#oración en aguas r#undas. En un sistea conencionalla sección anular del riser es llenada con lodo0 + or de"ajo del lec)o


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marino la esión en el esacion anular es demasiado alta0 (ue ara eitar una resión en el o*o (ue ecedea la resión de #ractura de la #ormación0es necesario colocar tramos de @R m7s #recuentemente ara (ue seatécncamente + económicamente desea"le.

&a Higura 2 muestra el método de do"le gradiente ara er#oración +construcción de o*os en aguas ro#undas con un n'mero m%nimo desartas de reertimiento0 ara oder alcan*ar los o"jetios geológicosro#undos con un agujero cu+o tamao ermita la roducción de)idrocar"uros con altas tasas de #lujo.

&a Higura 3 muestra una comaración del métodoconencional de er#oración con el método de do"legradiente en aguas ro#undas.

g. 2 Perforación con doble gradiente


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$.$ ¿Cómo

afecta o

!eneficia?

El sistema de er#oración !o"le Jradiente otimi*a el uso de las resiones)idrost7ticas del lodo de er#oración or arri"a de la ca"e*a del o*o +

a(uella (ue se genera desde este unto )asta el #ondo del agujero. Con eluso de un sistema de "om"eo su"marino (ue en%a el lodo de regreso a lasuer#icie desde el lec)o marino0 se uede generar una resión e(uialentea la resión )idrost7tica del tirante de agua al niel del lec)o marino. Elresultado es una amliación de la entana oeracional (ue incrementa a sue* las ro#undidades a las (ue se ueden asentarse las tu"er%as dereestimiento0 en contraste con lo (ue suceder%a con una er#oraciónconencional.

Fig. 3 Comparación de la perforación convencional

con la perforación con doble gradiente


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/dem7s es osi"le eniar el lodo de regreso a la suer#icie emleando unal%nea de retorno de menor di7metro (ue el tu"o ascendente conencional0minimi*ando de esta #orma los ol'menes del #luido de er#oraciónre(uerido + los costos (ue imlica su uso. Es imortante sealar (ue el tu"oascendente (ueda lleno con agua de mar. El éito del sistema de

er#oración !o"le Jradiente deende de las caracter%sticas oeracionalesdel mismo.

$.$.1 (enta&as del sistema de perforación 'o!le )radiente / continuación se enlistan las rinciales entajas del uso de un sistema deer#oración !o"le Jradiente en aguas ro#undasB

• Menos tramos de @R re(ueridos• @u"er%as de roducción m7s amlias• :e re(uiere una lata#orma de menores dimensiones• Reduce los costos del o*o

• Reduce los di7metros re(ueridos ara las tu"er%as de reestimiento• Reduce los riesgos• Reduce las érdidas de circulación• Reduce el tiemo de oeración• Mejora los tra"ajos de cementación• Menores érdidas de resión or #ricción• Incremento en la e#iciencia de la er#oración• Incremento en la e#iciencia de la terminación

$.% ¿Cómo generar el gradiente do!le?

Eisten di#erentes métodos usados ara alcan*ar la condición de gradientedo"le mientras se er#ora costa a#uera. $7sicamente un gradiente do"le esalcan*ado cuando )a+ dos di#erentes gradientes de resión en ele sacioanular0 el olumen entre el di7metro interno del agujero + el di7metroeterno de la tu"er%a de reestimiento. &a condición uede ser logradamedianteB

• Reducción de la densidad del #luido de er#oración en una orción

del agujero o riser.• Quitando el riser comletamente + ermitiendo al agua de mar ser el

segundo gradiente.• Controlando el niel del lodo en el riser + ermitiendo (ue el

segundo gradiente en el riser sea el de otro #luido.

8n método es la in+ección de nitrógeno0 est7 "asado en rocesos deer#oración con aire + técnicas de er#oración "ajo "alance. Esta técnicautili*a nitrógeno ara reducir el eso del lodo en el riser. Esto con elroósito de reducir la cantidad de nitrógeno re(uerido ara "ajar el


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gradiente de resión del lodo en el riser0 un riser de sistema concéntrico esconsiderado el m7s económico. En este sistema un tramo de @R escolocado dentro del riser con un $4 rotatorio en la arte suerior del riser ara controlar el #lujo (ue se regrese. El lodo es sostenido en el esacioanular entre la @R + el riser0 + el nitrógeno es in+ectado en el #ondo del riser

dentro del esacio anular. &a #lota"ilidad causa (ue el nitrógeno #lu+a atraés del esacio anular lo cual reduce la densidad + el gradiente deresión del #luido de er#oración como un resultado de las roiedades decolgamiento del nitrógeno l%(uido. Esto uede ser alicado cuando se desea(ue un segundo gradiente este or de"ajo del gradiente del agua salada.


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Conclusión

En resumen0 el margen de riser es el ligero aumento de eso del lodo necesariaara comensar la érdida de la resión )idrost7tica cuando el riser sedesconecta de los $4K: + la resión )idrost7tica del lodo de R9$ a la l%nea delodo se sustitu+e or la resión )idrost7tica del eso de la columna de agua demar desde el niel del mar )asta la l%nea de lodo.

L la er#oración con do"le gradiente es una )erramienta (ue otimi*a el uso de lasresiones )idrost7ticas del lodo de er#oración or arri"a de la ca"e*a del o*o +a(uella (ue se genera desde este unto )asta el #ondo del agujero amliando laentana oeracional (ue a su e* incrementa las ro#undidades a las (ue seueden asentar las tu"er%as de reestimiento.

Este do"le gradiente est7 comuesto or un gradiente de resion )idrost7ticaact'a desde el e(uio de er#oración )asta el lec)o marino0 mientras (ue unnueo gradiente de resión m7s eleado act'a desde el lec)o marino )asta el#ondo del agujero.

*i!liograf+a


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HIJ8ER/0 R. =266D>. ,4ERHR/CIN !$&E JR/!IEN@E EN /J8/:4RH8N!/:-. &icenciatura. 8NIAER:I!/! N/CIN/& /8@NM/ !EMOIC.

&RENP/N/0 /. L &IR/0 &. =266>. ,4ERHR/CIN EN /J8/: 4RH8N!/: /4&IC/N! M@!: CN :I:@EM/: RI:ER: L !$&E JR/!IEN@E-.&ICENCI/@8R/. 8NIAER:I!/! N/CIN/& /8@NM/ !E MOIC.

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