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El propsito de los grficos de seleccin de tuberas es el de
brindar una referencia rpida para obtener un diseo econ-
mico de tuberas, bajo hiptesis de carga convencionales y de
acuerdo con factores de diseo universalmente difundidos.
Estos grficos cubren nicamente el diseo de tuberas de
superficie y produccin (casing de produccin) tomando en
cuenta solamente grados de acero y uniones de la norma API
5CT y ut ilizando parmetros resistenciales calculados deacuerdo con la norma API 5C3.
Dado que los casos planteados no implican uso de grados
de acero ni conexiones propietarias de Tenaris, todos los pa-
rmetros resistenciales de las tuberas se han calculado de
acuerdo con las especificaciones de API 5C3.
Al ser muy dificultoso cubrir todas las posibilidades que se con-
jugan en un diseo, sugerimos tomar este manual como referen-
cia. El Servicio de Asistencia Tcnica queda a entera disposi-
cin de los usuarios para la realizacin de diseos que, debido a
la complejidad del pozo, requieran un anlisis ms exhaustivo.
Estos grficos han sido concebidos teniendo en cuenta aspec-
tos fundamentales en la performance de un pozo, tales como:
Asegurar una adecuada integridad mecnica del pozo dado
por un diseo capaz de soportar las cargas que puedan apa-
recer durante la vida til del pozo.
Disear columnas para optimizar los costos durante el
tiempo de operacin del pozo.
Flexibilidad del diseo para afrontar posibles cambios
en los planes de perforacin, tales como profundizacioneso desviaciones.
Introduccin
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Tubera Gua
La tubera gua es la primera seccin en una columna. Pro-
vee sostn a formaciones inconsolidadas, asla zonas acufe-
ras y brinda proteccin contra escapes de gas. Esta caera
se cementa hasta la superficie.
Tubera de Superficie
La tubera de superficie brinda proteccin contra surgencias,
aisla zonas acuferas y previene prdidas de circulacin.
En las cartas presentes, el dimetro considerado para este
tipo de tubera es de 9 5/8 pulgadas.
Tubera Intermedia
La tubera intermedia suministra aislacin en zonas inesta-
bles del pozo, en zonas de prdidas de circulacin, de bajas
presiones y en capas productoras. Las presiones que tiene que
soportar pueden ser considerables. El tope de cemento tiene
que aislar cada una de las capas productoras para evitar futu-
ras contaminaciones.
Tubera de Produccin
La tubera de produccin se utiliza para aislar zonas pro-
ductivas y contener presiones de formacin. Tiene que
estar diseada para soportar presiones de inyeccin provis-
tas, por ejemplo, por una estimulacin por fractura, pro-
duccin asistida por Gas Lift, e incluso para cementacin,
que en este tipo de tuberas suele ser muy crtica. En caso
de falla del tubing, es la cmara de contencin de los fluidosde reservorio.
Las tuberas consideradas en estos grficos son de 5 1/2 y
7 pulgadas.
Liner
El lineres una tubera que no se extiende hasta la cabeza
del pozo, sino que se cuelga de otra tubera que le sigue en
dimetro y sta hasta la boca del pozo. La tubera colgada
permite reducir costos y mejorar la hidrulica en perfora-
ciones ms profundas. Los liners pueden funcionar como
tubera intermedia o de produccin, normalmente cemen-
tada en toda su longitud.
Tipos de Tuberasy Funciones
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Un diseo de casing es exitoso cuando ofrece resistencia
mecnica y funcionalidad suficiente para realizar
maniobras de completacin, profundizaciones, produc-
cin y workoverdurante la vida til del pozo a un costo
optimizado.
Cantidad despreciable tanto de CO2 como de H2S
Pozo ficticio
Pozo vertical
Tope de cemento hasta la mitad de la tubera
Gradiente normal de temperatura
Gradiente de fractura calculado por la frmula de Zamora
Densidad de cemento variando desde 12,5 ppg hasta 16,2 ppg
Todas conexiones API
Diseo
Condiciones AsumidasCasing de Produccin y Tubera de Superf icie
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Las anteriores condiciones no son ms que las que represen-
tan a un pozo promedio de baja complejidad.
Pero a la hora de contar con pozos ms problemticos, para
realizar dichos diseos, el Servicio de Asistencia Tcnica
de TenarisSiderca solicitar al cliente una serie de datos adi-
cionales que podr depender de la ubicacin de la cuenca,
del yacimiento, t ipo de pozo, etc. Entre los ms importantes
se cuentan:
Densidad y tipo de lodo de perforacin
Trayectoria del pozo Presin poral de formacin
Presin de fractura estimada
Perfil de temperatura
Localizacin de zonas permeables
Zonas de posibles prdidas de circulacin
Altura de cemento
Presencia de H2S y/o CO2, domos salinos, etc.
Datos histricos del yacimiento
Informacin RequeridaCasing de Produccin y Tubera de Superf icie
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Son cinco los factores de diseo empleados en la confeccin
de los grficos.
Nota: Todos los factores de diseo son Valores MnimosConsiderados. Podrn ser cambiados a criterio del disea-
dor/operador.
(*) En ambos casos la resistencia de la unin se reemplazar
por la del cuerpo del tubo si sta fuera menor.
Factores de Diseo
Estallido FDE = = 1.150Mnima presin de f luencia int erna
Mxima presin dif erencial int erna
Colapso FDCLL = = 1.125Resistencia al colapso del t ubo
Presin de colapso equivalente
Traccin* FDT = = 1.750Resistencia de la unin a la traccinMxima carga esttica de t raccin
Compresin* FDC = = 1.300Resistencia de la unin a la compresin
Mxima carga esttica de compresin
Von Mises FDVME = = 1.250Mnima tensin API de fluencia
Tensin equivalente VME
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A) Tuberas de Superficie
Los casos de carga a considerar son:
Caso base
Test de presin
1/3 de la tubera evacuada
1/3 del lodo reemplazado por gas Surgencia
Caso base
En el caso base, las tuberas se asumen cementadas de
acuerdo con siguiente esquema:
Las tuberas ut ilizadas como casing conductor, casing de
superficie y casing liners son cementadas en su totalidad.
Las tuberas ut ilizadas como casing de produccin son
cementadas hasta el 50% de su profundidad.
El perfil de presin externa se genera con el gradiente dado
por el lodo y el cemento, ubicando en la parte superior
del anillo de cemento el lodo utilizado para perforar dicha
seccin. El mismo lodo tambin se utiliza como columna
hidrosttica interna del casing.
El caso base contempla el estado de la tubera una vez que
el cemento se ha desplazado en su totalidad.
En estas circunstancias iniciales, no se aplica ninguna
fuerza de "colgado" a la tubera.
Test de Presin
Para el caso de Test de Presin se asume que el casing est
lleno de lodo y es sometido a presin interna en superficie
para lograr en el zapato una presin igual a la del gradien-
te de fractura seguro de la formacin. Este gradiente se-
guro es igual al gradiente de fractura de la formacin ms
0,2 ppg para pozos de desarrollo o 0,5 ppg para el caso de
pozos exploratorios.
El perfil de presin poral se usa como presin externa para
el caso de test de presin.
Condiciones de
Servicio
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1/3 evacuada
El casing es internamente evacuado desde la superficie hastacompletar 1/3 de la mxima profundidad del pozo. Debajo
de esa profundidad se encuentra el peso del lodo para la pr-
xima tubera.
La presin externa es la originada por el peso del lodo con el
que la caera fue bajada.
El perfil de la temperatura creado en este caso de carga es el
esttico.
1/3 reemplazado por gas
Como en el caso de 1/3 evacuado, mltiples casos de carga
se pueden generar al reemplazar 1/3 del lodo de perforacin
por gas. La tubera pasa de estar sometida al colapso a es-
tarlo a presin interna.
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Surgencia
Este caso es generado a part ir de una surgencia de 50 o 100
bbl de gas de diferente densidad dependiendo del tipo de
pozo. Para el caso de los exploratorios, 2 ppg, y para el caso
de los de desarrollo, 1 ppg sobre la densidad del lodo.
El perfil de temperatura de la surgencia se genera basndo-
se en la temperatura circulante.
Al igual que la condicin de 1/3 reemplazado por gas, ml-
tiples casos de surgencia pueden ser generados. Un sistema
experto calcula las posibles fracturas basndose en el gra-
diente seguro de fractura.
La altura de la columna de gas depender del dimetro del
pozo, de los portamechas y de las barras de sondeo.
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B) Tuberas de Produccin
Casos de cargas considerados:
Caso base
Completamente evacuado
Prdida cerca de superf icie a temperat ura esttica
Prdida cerca de superf icie a temperatura dinmica
Totalmente Evacuado
Si el casing de produccin es totalmente evacuado interior-
mente, se produce un severo caso desde el punto de vista del
colapso.
Al bajar la columna, el peso del lodo se encuentra en el es-
pacio anular.
Se utiliza un perfil de temperatura esttico.
Caso base
En el caso base, las tuberas se asumen cementadas de
acuerdo con el siguiente esquema:
Las tuberas ut ilizadas como casing conductor, casing de
superficie y casing liners son cementadas en su totalidad.
Las tuberas ut ilizadas como casing de produccin son
cementadas hasta el 50% de su profundidad.
El perfil de presin externa se genera con el gradiente dado
por el lodo y el cemento, ubicando en la part e superior del
anillo de cemento el lodo utilizado para perforar dicha sec-
cin. El mismo lodo tambin se utiliza como columna
hidrosttica interna del casing.
El caso base contempla el estado de la tubera una vez que
el cemento se ha desplazado en su totalidad.
En estas circunstancias iniciales, no se aplica ninguna
fuerza de "colgado" a la tubera.
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Prdida de Tubing en Superf icie
(Temperatura Dinmica)
La condicin dinmica simula los esfuerzos que soporta la
tubera durante una produccin constante del pozo.
Este caso es idntico al de prdida en tubing esttico, la di-
ferencia es que en el dinmico es el flujo (caliente) el que de-
termina las presiones tanto por directa como por anular y
las cargas a las que ser sometida la tubera.
Prdida de Tubing en Superf icie
(Temperatura Estt ica)
El interior del casing soporta la presin del reservorio msla columna de fluido existente entre el tope delpackery su-
perficie, siendo un caso severo desde el punto de vista de la
traccin y la presin interna.
La presin natural pora l es la que se usa como perfil de pre-
sin externa.
El mismo caso de carga por prdida de tubing en superficie
se usa tanto para casing linercomo para tieback.
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Modo de Uso delos Grficos
En cada uno de estos grficos
se representan las distintas
combinaciones posibles entre
dimetros y densidad de lodos.
En cada uno de los grficos
aparece un dimetro con las
distintas densidades de lodos,
que varan entre 8,6 y 11 ppg.
El interesado no tiene ms
que conocer la profundidad
del pozo que desea entubar.
Ese valor est expresado en
metros y est dispuesto en
sentido vertical descendente.
Una vez que encontr el
valor de inters tiene que des-
plazarse horizontalmente
hasta cortar la primera co-
lumna, que mostrar, para
los metros deseados, los tipos
de aceros y conexiones ms
apropiados para satisfacer
las hiptesis y los factores de
diseo.
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y los datos contenidos en este folleto. Las garantas, indemnizaciones y cualquier otra obligacin resultar slo
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