Taller de Arenamiento

8/19/2019 Taller de Arenamiento

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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD DEL ZULIA

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE PETRÓLEO

CÁTEDRA: COMPLETACIÓN DE POZOS.

TALLER DE CONTROL DE ARENAS

ELABORADO POR:

Br. ARANGUREN Alfonso. C.I. 20.075.665

Br. CHACIN Deyanis. C.I. 19.987.695

Br. PACHECO Waleska C.I. 21.062.845

MARACAIBO, MAYO 2015.


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TALLER DE CONTROL DE ARENAS

UNIVERSIDAD DEL ZULIA


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El pozo BA-5565 fue descubierto en Septiembre de 2009 como productor

del miembro Bachaquero de la formación Lagunillas. Se pretende diseñar e

instalar una completación a hoyo desnudo y ampliado a 13 pulgadas, pero con una

técnica de control de arena (empaque con grava combinado con un forro ranurado

a hoyo desnudo). Para cumplir con dicho objetivo, las características de la

configuración mecánica, así como el análisis granulométrico realizado a la

formación a la cual produce dicho pozo se presentan a continuación.

# C.I.Revestidor de

producción Profundidaddel pozo

Tipo demalla

Diámetro delforro ranurado

Espesor(pies)

Qo(BPD)

%Ayespera

Diámetro Profundidad

1 20075665 7 1500 1700 US Mínimo 200 300 2

Base del colgador: 30' por encima del cuello flotador del revestidor de

producción.

Se estima dejar en el fondo del pozo y la base del forro ranurado unos 20' de

bolsillo.

Se pide determinar:

a) Dibujar la configuración mecánica propuesta de manera detallada.

b) Cantidad de sacos de grava. Se debe colocar en el pozo medido en pies

cúbicos y luego trasformar a unidades de sacos.

c) Tamaño mínimo y máximo de la grava a utilizar según el método Schwartz.

d) Tamaño de las ranuras a utilizar (Ancho y largo)

e) Velocidad de flujo.


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a) Dibujar la configuración mecánica propuesta de manera detallada.


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En la presente imagen podemos observar las capacidades volumetricas a calcular


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b) Cantidad de sacos de grava. Se debe colocar en el pozo medido en pies

cúbicos y luego trasformar a unidades de sacos.

Para conocer los sacos de grava se deben conocer los siguientes datos:

El diámetro interno del revestidor se obtuvo por medio de la siguiente tabla.

Los diámetros del forro y del hoyo son datos dados en el ejercicio y las

alturas fueron calculadas por medio del diagrama mecánico.

h forro ranurado 220D forro (pulg) 3,5

D hoyo (pulg) 13

Di revestidor (pulg) 5,920

Base colgador (pie) 1430H R-F (pies) 70

H H-F (pies) 180

H bolsillo (pies) 20


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Ahora bien lo primero que se debe calcular es las capacidades volumétricas

y se pueden conseguir por medio de las siguientes ecuaciones:

o Capacidad volumétrica Revestidor- Forro:

( )

() ()()

0.1243 pies³/pies

o Capacidad volumétrica Hoyo- Forro:

( )

() ()()

0.8550 pies³/pies

o Capacidad volumétrica Bolsillo:

()

0.9218 pies³/pies

Por último se deben calcular los volúmenes correspondientes:

o Volumen Revestidor-Forro:

V(R-F) = h (R-F)*Cv(R-F)

V(R-F)= (70 pies)*(0.1243 pies3/pies)= 8.701 pies3


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o Volumen Hoyo-Forro:

V(H-F) = h (H-F)*Cv(H-F)

V(H-F)= (180 pies)*( 0.8550 pies3/pies)= 153.9 pies3

o Volumen Bolsillo:

Vbolsillo = h bolsillo*Cvbolsillo

Vbolsillo

= (20 pies)*(0.9218 pies3/pies)= 18.436pies3

o Volumen total de grava:

Volumen total= (18.436+153.9+8.701) pies³=181.037pies³

Ya que 1 saco de grava =1 pie³ por lo tanto se puede decir que son necesarios 182sacos de grava.

Otra manera de calcular los sacos de grava es la siguiente:

Sacos de grava teórica= 0,0054541*(Dhoyo)²*(h (H-F)+h(bolsillo)) + D(R-F)²*h(R-F)

– D(H-F)²*( h (R-F)+h(H-F))

Sacos de grava teórica= 0,0054541*((13pulg²*(180+20)pies)+( 5,920pulg²*70pies)-(

3,5pulg²*(180+70)pies))= 181.0257 sacos de grava.

c) Tamaño mínimo y máximo de la grava a utilizar según el método Schwartz.

Para el diseño del tamaño de la grava y ranuras del forro, se utilizara el

Método de Schtwartz. Se hace necesario realizar una tabla reportando: Tipo de


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Luego se debe graficar el diámetro de la malla en pulgadas en una escala

logarítmica en el eje X vs el porcentaje retenido acumulado en escala milimetrada

en el eje Y.

Grafico1. Tamaño del Tamiz, pulg vs Peso retenido acumulado, %

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,0010,010,11

Selección del tamaño de la grava

P e s o r e t e n i d o a c u m

u l a d o ,

%

Tamaño del Tamiz, pulg


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Del grafico 1 deben obtener D10, D40, D70 y D90. De esta manera se tiene:

Los datos arrojados por la gráfica 1 son los siguientes:

Valores

D10 0,0157D40 0,0114D70 0,00769D90 0,00598

Luego de obtener los valores de D40 y D90 se puede calcular el valor de

coeficiente de uniformidad C de la siguiente manera:

1.90635

Se debe calcular el valor de la velocidad de entrada al empaque paradeterminar los tamaños críticos de la arena, según los siguientes criterios:

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,0010,010,11


P e s o r e

t e n i d o a c u m u l a d o , %

Tamaño del Tamiz, pulg d10

d40d70

d10


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a. Si C0.05 pie/seg, el tamaño crítico es igual al d40, el cual indicaque la arena es no uniforme.

c. Si C>10 y V>0.1 pie/seg, el tamaño crítico es igual al d70, el cual indica que laarena es completamente no uniforme.

Se calculara la velocidad de entrada al empaque de la siguiente manera:

Para conseguir la tasa de producción se debe conocer el caudal del agua,

se despejara de la siguiente ecuación:

Despejando se tiene:

() ()

() 6,1224 BPD

Para conseguir la tasa de producción empleamos la siguiente ecuación:

Q=Qw+Qo

Q=6,1224 BPD+ 300 BPD= 306,12245 BPD

= 0,01989pies

3/s

Luego para calcular el área de flujo se debe emplear la siguiente ecuación:


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Para conseguir el valor del área se debe calcular el valor del número de ranuras.

Para calcular el número de ranuras de debe asumir un ancho de ranura, se

comenzara asumiendo W=0,040 pulg al cual corresponde una longitud de ranura 2

pulg.

49.4802 numerode ranuras/pies

Numero de ranuras requeridas /pie. (Si N32, redondee al múltiplo más cercano de ocho)

Así se tiene que N=56 numero ranuras/pies

Ahora se tiene la información necesaria para calcular el área de flujo

6,8444pies²

Por último se calcula la velocidad de entrada al empaque

= 000,5813pies/s

Debido a que C


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Luego se debe determinar el coeficiente de uniformidad de la grava: Se

asume Cg=1,5. Al asumir un valor de D40 se obtiene D90.

Se asumirá un D40=0,047, de esta manera se tiene:

Se traza una recta que pase por D40 y D90, y se traza una recta paralela aésta desde el valor de Dcg. Así se obtiene el rango de tamaño de la grava.

Donde, Dmin= 0,0455 Dmax= 0,102

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,0010,010,11


P e s o r e t e n i d o

a c u m u l a d o ,

%

Tamaño del Tamiz, ul

Dmin

D40

D90

Dcg


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Con el rango de tamaño de la grava, entrar en la tabla con Dmax (0%) yDmin (100%) según la escala U.S. o Tyler. Se determinan los extremos.

NOTA: Si los valores obtenidos no se consiguen en la tabla debe interpolarse.

Interpolando en la calculadora con los valores de Dmin= 0,0455 y Dmax=0,101, se tiene que la apertura de la malla mínima es 0,0455 pulg y la apertura de

la malla máxima es 0,102 pulg

Por último se determina el ancho de la ranura del forro mediante lasiguiente fórmula:

= 0,03033485pulg

Ya que anteriormente se asumió un ancho de la ranura de forro, debe

sacarse el porcentaje de error.


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| | =31,86153879%

Debido a que el error es mayor al 20% debe tomarse otro valor de ancho de

la ranura de forro asumido y repetir el procedimiento.

Nuevamente se debe calcular la velocidad de entrada al empaque, así que

lo primero que debe calcularse es el número de ranuras, en este caso se asumirá

un ancho de ranura de forro menor.

W=0,028pulg y L=1,5pulg

94,2477numero de ranuras/pies

Numero de ranuras requeridas /pie. (Si N32, redondee al múltiplo más cercano de 8)

Así se tiene que N=96 número de ranuras/pies

Ahora se tiene la información necesaria para calcular el área de flujo

=6,16 pies2

Por último se calcula la velocidad de entrada al empaque

= 0,0064592pies/s

Debido a que C


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el mismo por lo que las rectas trazadas en el grafico anteriormente no cambiaran

por lo siguiente a realizar es calcular el porcentaje de error del ancho nuevo ya

que el D100 y D0 serán los mismos obtenidos en pasos atrás.

| | =7,696922846%

Como %error de W es menor al 20% el proceso esta correcto y ese será elvalor del ancho del forro de 0,028pulg con longitud de 1,5 pulg.

La Velocidad de flujo es la misma velocidad de entrada al empaque y para

un ancho de 0,028 pulg la velocidad es de 0,0064592 pies/s.

d) Tamaño de las ranuras a utilizar (Ancho y largo)

Apertura de la malla mínima es 0,0455pulg y la apertura de la malla máxima

es 0,102 pulg

e) Velocidad de flujo.

= 0,001068367pies/s

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