diseño de casing

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Un Sistema de desviación puede ser instalado en el casing conductor para desviar el flujo desde la plataforma y equipo en caso de un influjo inesperado de fluidos de formación durante la perforación a la profundidad del casing de superficie. El casing de superficie previene derrumbes de sedimentos inconsolidados, débiles, superficiales y protege arenas de agua fresca poco profundas de la contaminación. El casing de superficie también soporta y protege de la corrosion cualquier sarta de casing subsecuente bajado en el pozo. En el eventode un reventón, el casing de superficie generalmente permite al flujo ser contenido al cerrar el BOP. Los BOP’s no deberían ser cerrados a menos que el casing al cual los BOP’s son atacados estén siendo posicionados a la profundidad suficiente en la tierra para prevenir una presión de fractura de formación inducida iniciada debajo del zapato del casing alcanzando la superficie. El flujo subsecuente a través de tales fracturas eventualmente puede erosionar un largo cráter, hasta varios cientos de pies en diámetro, el cual podría completamente envolver la plataforma. Las profundidades de asiento del casing de superficie son usualmente desde los 300 a 5000 ft en los sedimentos. Por la posibilidad de contaminación de aquiferos de suministro de agua poco profundas, profundidades de asiento de casing de superficie y prácticas de cementación están sujetas a regulaciones gubernamentales. Pozos profundos que penetran formaciones anormalmente presurizadas, zonas de perdidad de circulación, secciones inestables lutita, o secciones salinas generalmente requerirán una o más sartas de casing intermedios entre la profundidad del casing de superficie y la profundidad final del pozo (Fig. 7.1b). Cuando las formaciones de presión de poro anormales est án presentes en la porción mas profunda de un pozo, el casing intermedio es necesario para proteger las formaciones debajo del casing de superficie de las pre siones creadas por la alta densidad del fluido de perforación requerido. Similarmente, cuando presiones normales de poro son encontradas por debajo de las secciones que tienen presiones anormales de poro, un casing intermedio adicional permite bajar la densidad del lodo para perforar formaciones mas profundas económicamente. El casing intermedio puede además ser requerido después de una zona problemática de perdida de circulación o una lutita inestable o una seccion salina es penet rada, para prevenir problemas de pozo mientras se perfora debajo de e stas zonas. Liners son sartas de casing que no se extienden hasta la superficie pero que son suspendidas desde el fondo de la siguiente sarta de casing más larga (Fig. 7.1c). Varios cientos de pies de traslape entre el tope de liner y el asiento del casing son proveídos para promover un buen sello de cemento, La principal ventaja de un liner es su bajo coto. Sin embargo, problemas algunas veces arriban del sello del colgador y de la fuga del cemento. Además, usando un liner se expone la sarta de casing encima de e ste a desgaste adicional durante la subsecuente perforación. Una perforación de liner es similar al del casing intermedio en que este sirve para aislar zonas problematicas que tienden a causar problemas de pozo durante las operaciobes de perforación. El Casing de Producción es un casing colocado a través del intervalo productivo. Esta sarta de casing provee protección para el ambiente e n el evento de una falla en la sar ta de tuberías durante las operaciones de producción y permite a la tubería de producción ser reemplazada o

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Un Sistema de desviacin puede ser instalado en el casing conductor para desviar el flujo desde la plataforma y equipo en caso de un influjo inesperado de fluidos de formacin durante la perforacin a la profundidad del casing de superficie. El casing de superficie previene derrumbes de sedimentos inconsolidados, dbiles, superficiales y protege arenas de agua fresca poco profundas de la contaminacin. El casing de superficie tambin soporta y protege de la corrosion cualquier sarta de casing subsecuente bajado en el pozo. En el eventode un reventn, el casing de superficie generalmente permite al flujo ser contenido al cerrar el BOP.Los BOPs no deberan ser cerrados a menos que el casing al cual los BOPs son atacados estn siendo posicionados a la profundidad suficiente en la tierra para prevenir una presin de fractura de formacin inducida iniciada debajo del zapato del casing alcanzando la superficie. El flujo subsecuente a travs de tales fracturas eventualmente puede erosionar un largo crter, hasta varios cientos de pies en dimetro, el cual podra completamente envolver la plataforma. Las profundidades de asiento del casing de superficie son usualmente desde los 300 a 5000 ft en los sedimentos. Por la posibilidad de contaminacin de aquiferos de suministro de agua poco profundas, profundidades de asiento de casing de superficie y prcticas de cementacin estn sujetas a regulaciones gubernamentales.Pozos profundos que penetran formaciones anormalmente presurizadas, zonas de perdidad de circulacin, secciones inestables lutita, o secciones salinas generalmente requerirn una o ms sartas de casing intermedios entre la profundidad del casing de superficie y la profundidad final del pozo (Fig. 7.1b). Cuando las formaciones de presin de poro anormales estn presentes en la porcin mas profunda de un pozo, el casing intermedio es necesario para proteger las formaciones debajo del casing de superficie de las presiones creadas por la alta densidad del fluido de perforacin requerido. Similarmente, cuando presiones normales de poro son encontradas por debajo de las secciones que tienen presiones anormales de poro, un casing intermedio adicional permite bajar la densidad del lodo para perforar formaciones mas profundas econmicamente. El casing intermedio puede adems ser requerido despus de una zona problemtica de perdida de circulacin o una lutita inestable o una seccion salina es penetrada, para prevenir problemas de pozo mientras se perfora debajo de estas zonas.Liners son sartas de casing que no se extienden hasta la superficie pero que son suspendidas desde el fondo de la siguiente sarta de casing ms larga (Fig. 7.1c). Varios cientos de pies de traslape entre el tope de liner y el asiento del casing son provedos para promover un buen sello de cemento, La principal ventaja de un liner es su bajo coto. Sin embargo, problemas algunas veces arriban del sello del colgador y de la fuga del cemento. Adems, usando un liner se expone la sarta de casing encima de este a desgaste adicional durante la subsecuente perforacin. Una perforacin de liner es similar al del casing intermedio en que este sirve para aislar zonas problematicas que tienden a causar problemas de pozo durante las operaciobes de perforacin.El Casing de Produccin es un casing colocado a travs del intervalo productivo. Esta sarta de casing provee proteccin para el ambiente en el evento de una falla en la sarta de tuberas durante las operaciones de produccin y permite a la tubera de produccin ser reemplazada o reparada despus en la vida de un pozo. Un liner de produccin es un liner colocado a travs del intervalo productivo del pozo. Los liners de produccin generalmente son conectados al cabezal de superficie usando una sarta de casing tie-back cuando el pozo es completado. El casing tie-back es conectado al tope del liner con un conector diseado especialmente. Los liners de produccin con sarta de casing tie-back son muy ventajosos cuando una perforacin exploratoria debajo del intervalo productivo es planeada. El dao del casing obtenido de las operaciones de perforacin es limitado por la porcin mas profunda del pozo, y el intervalo productivo no es expuesto a dao potencial por el fluido de perforacin por un periodo extendido. El uso de liners de produccin con sarta de casing tie-back tambin resulta en bajos pesos colgantes en la parte superior de el pozo y esto permite un diseo mas econmico.En los procesos de soldado elctrico, flat sheet stock es cortado y formado, y los dos filos son soldados juntos, sin adicin de metal extrao, para formar el tubo deseado. El proceso de resistencia elctrica continuamente confecciona casing de coiled sheet stock que es vertido en la maquina, formado, y soldado por un arco elctrico. La tubera que deja la maquina es luego cortada a la longitud deseada. El tecnica de soldado por rayo elctrico procesa una hoja por cortarla a las dimensiones deseadas, simultneamente forma la longitud entera de un tubo, y flashing y pressing los dos filos juntos para hacer el soldado. Algunas tuberas con costura se hacen pasar a travs de matrices que deforman el acero suficientemente hasta sus lmites elsticos. Este proceso eleva el limite elstico en la direccin tensada y lo reduce en direcciones perpendiculares.El tamao nominal del OD del casing. El esfuerzo de un tamao de casing dado es controlado por el esfuerzo de corte y el espesor de pared del acero. El acero usado en casing es relativamente ligero (0.3 carbon) y puede ser normalizado con pequeas cantidades de magnesio por un proceso de temple y revenido (Q&T), el cual es favorecido por la mayora de manufactureros por sus bajos costos.7.2 Estandarizacin del Casing:El Instituto Americano del Petrleo (API) ha desarrollado estndares para casings y otros bienes tubulares que han sido aceptados internacionalmente por la industria de productora de petrleo. El casing es definido como tubera tubular con rango de ODs de 4.5 a 20 pulgadas. Entre las propiedades incluidas en los estndares API para tuberas y coples estn solidez, dimensiones fsicas, y procedimientos de pruebas de control de calidad. Adems de estos estndares, API provee boletines con las propiedades de comportamiento minimos recomendados. Las propiedades de comportamiento minimos deben ser usadas en el diseo de la sarta de casing para minimizar la posibilidad de que el casing falle.API tiene adoptado una designacin de grado de casing para definir los esfuerzos caracteristicos de la tubera. El cdigo ddel grado consiste de una letra seguida de un numero. La designacin de la letra en el grado API fue seleccionada arbitrariamente para proveer una designacin nica para cada grado adoptado en los estndares. El numero designa el minimo esfuerzo de cedencia del acero en miles de psi. El esfuerzo de cedencia del acero es definido por el API como el esfuerzo de tensin requerido para producir una elongacin total por unidad de longitud de 0.005 en un espcimen de prueba estndar. Esta tensin est ligeramente cercana al lmite elstico. Desde que hay variaciones significantes en los esfuerzos de cedencia medidos en una tubera manufacturada, un criterio minimo de esfuerzo de cedencia, en lugar de una resistencia a la fluencia promedio, fue adoptado. Basado en informacin de prueba considerable, el minimo esfuerzo de cedencoa debera ser computado como el 80% del esfuerzo cedente promedio observado. Adems de especificar el minimo limite elstico aceptable de cada grado de casing, API especifica el mximo limite elstico, la resitencia minima a la rotura por traccin, y la minima elongacin por unidad de longitud en la falla (Tabla 7.1). Est tambin estipulado que la cantidad de fosforo en el acero no debe exceder el 0.04% y que la cantidad de sulfuro no debe exceder el 0.06%.Adicionalmente a los grados API, hay muchos propietarios de grados de acero que no estn conformes con todas las especificaciones API pero que estn extensamente usados en la industria de la produccin del petrleo. Las propiedades de resistencia que comnmente no usan los grados API estn dadas en la Tabla 7.2. Estos grados de acero son usados para aplicaciones especiales que requieren muy alta resistencia a la traccin, resistencia especial al colapso, o altos esfuerzos de acero que son ms resistentes al sulfuro de hidrogeno.Los Estndares API reconocen tres rangos de longitud por casing. Rango 1 (R-1) incluye coples mide en el rango de 16 y 25 ft. Rango 2 (R-2) en el rango de 25 y 34 ft, y el Rango 3 (R-3) entre los 34ft a ms. Est especificado adems que cuando el casing es ordenado desde la fbrica en cantidades superiores a un vagn, 95% de la tubera deben tener medidas mayores que 18 ft para R-1, 28 ft para R-2, y 36 ft para R-3. Adems, el 95% del embarque debe tener una variacin de medida mxima no mayor a 6 ft para R-1, 5 ft para R-2, y 6 ft para R-3. El casing es a menudo corrido en longitudes de R-3 para reducir el nmero de conexiones en la sarta. Desde que el casing est compuesto por coples simples, las longitudes R-3 pueden ser manipuladas rpidamente por la mayora de plataformas.Para conocer las especificaciones API, el OD del casing debe ser mantenido con una tolerancia de . Sin embargo, los fabricantes de casing tratarn de evitar que la tubera sea de menor tamao de lo normal para asegurar el adecuado trato en el mecanizado de una conexin. EL Casing usualmente se encuentra dentro de la tolerancia API pero de gran tamao ligeramente. El minimo espesor de tubera permisible es 87.5% del espesor de pared nominal. El ID mximo es controlado por las tolerancias combinadas para el OD y el minimo espesor de pared. El ID minimo es controlado por un dimetro de drift especifico el minimo dimetro de mandrel que debe pasar sin obstruccin a travs del tubo. La longitud del drift mandrel del casing es de 6 pulgadas para tamaos de casing en el rango de 4.5 a 8.625 pulgadas. Para tamaos ms grandes de casing, un drift mandrel de 12 pulgadas debe ser usado. El drify mandrel no es suficientemente largo como para asegurar una tubera lisa, pero esto asegurar el paso de una broca de un tamaao menor que el dimetro del drift.En algunas instancias, es deseable correr casing con un dimetro de drift ligeramente mas grande que el dimetro del drift API para tamaos de casing. Es estas instancias, el casing que ha pasado un mandrel drift de mayor tamao puede ser ordenado especialmente. Algunos de los ms comnmente disponibles dimetros de drift de mayor tamao estn dados en la Tabla 7.3. Cuando los requerimientos de drifts no API son especificados, estos deberan ser dados a conocer por el fabricante, distribuidor, y la compaa