PERFORACIN I. GUA DE EJERCICIOS DEL TEMA N 2. FLUIDOS DE PERFORACIN.

1

NOTA: PARA LOS EJERCICIOS, ASUMIR QUE

Ga=2,6; Gb=4,3 (A MENOS QUE SE INDIQUE LO CONTRARIO).

DENSIDAD FINAL DE UN FLUIDO

1. Determine el peso de 300 barriles de una

emulsin agua/petrleo si Gw =1, y la gravedad

API del petrleo es 32. La emulsin tiene 15% de

petrleo en volumen. Resp: 102880.7 Lbs

2. Determine la densidad final de un fluido de

perforacin compuesto por:

1700 barriles de agua

400 sacos de arcilla (100 Lbs/saco)

100 sacos de barita (100 Lbs/saco)

80 barriles de petrleo de 30API Resp: 8.7 Lbs/gal

3. Determine el porcentaje de slidos en peso y

en volumen que contiene. Tambin, calcule el

porcentaje en volumen de petrleo que hay en el

fluido. Resp: %Sw = 7.47, %Sv = 2.76; %Vo = 4.37

4. Se dispone de 300 sacos de arcilla de

rendimiento 90 Bls/ton. Se desea preparar un

fluido de viscosidad aparente de 15 cps.

Determine:

a. Volumen de fluido

b. Densidad del fluido

c. Volumen de agua requerida

d. Porcentaje en volumen de slidos Resp: a = 1350 Bls, b = 8.66 Lbs/gal, c = 1317 Bls, d = 2.44%

5. Se han preparado 2375 Bls de fluido con 500

sacos de arcilla. El fluido tiene una viscosidad de

15 cps. Determine el rendimiento de la arcilla

usada. Resp: 95 Bls/Ton

6. Se han preparado 653 Bls de fluido de

perforacin al 7.7% en volumen de petrleo y 45

sacos de barita. En la preparacin se usaron 150

sacos de bentonita. La gravedad API del petrleo

es 32. Determine:

a. Rendimiento de la arcilla

b. Densidad del fluido

c. Porcentaje en peso de slidos Resp: a = 79,96 Bls/Ton, b = 8.71 Lbs/gal, c = %Ws=8.16%

7. Se prepara un fluido a base de agua y arcilla.

La arcilla tiene un rendimiento de 90 Bls/ton.

Determine:

a. Peso de la arcilla por volumen de fluido

b. Peso del agua por volumen de fluido

c. Densidad del fluido en Lbs/gal

d. % de arcilla en peso Resp: a = 22.22 Lbs/Bls, b = 341,45 Lbs/Bls, c = 8.66 Lbs/gal, d = 6.11%

8. Se requiere preparar un fluido usando arcilla

de rendimiento 100 Bls/ton. El fluido ser a base

de agua y arcilla. Determine:

a. Peso de la arcilla por volumen de fluido

b. Peso del agua por volumen de fluido

c. Densidad del fluido por volumen de fluido

d. % de arcilla en peso Resp: a = 20 Lbsa/Blsf, b = 342 Lbsw/Blsf, c = 8.62 Lbs/gal, d = 5.52%

9. Se dispone de 100 sacos de arcilla de

rendimiento 100 Bls/ton, 50 sacos de barita y 50

Bls de petrleo de API = 28, para preparar

cierto volumen de fluido. Determine:

a. Volumen del fluido preparado

b. Volumen de agua requerida

c. Densidad del fluido

d. Porcentaje en peso de slidos Resp: a = 553.32 Bls, b = 489.01 Bls, c = 8.67 Lbs/gal, d = 7.44%

10. Se preparan 600 Bls de fluido usando 126

sacos de arcilla. El fluido tiene una viscosidad

aparente e 15 cps. Determine el rendimiento de

la arcilla usada. Resp: 95.24 Bls/Ton

11. Se han preparado 808 Bls de fluido

utilizando: 156 sacos de arcilla, 120 sacos de

barita, y 100 barriles de petrleo de 35 API.

Determine:

a. Densidad del fluido

b. Rendimiento de la arcilla usada Resp: a = 8.73 Lbs/gal, b = 89,75 Bls/Ton

12. Se requiere preparar una mezcla de 1000 Bls

de fluido; el mismo lleva una arcilla cuyo

rendimiento es de 95 Bls/ton, 200 sacos de

barita y 50 Bls de petrleo de 17 API.

Determine:

a. Densidad del fluido preparado

b. % de slidos en peso Resp: a = 8.96 Lbs/gal, b = 12.4%

13. La densidad de un fluido preparado a base de

agua y arcilla es de 8.8 Lbs/gal. Determine:

a. Rendimiento de la arcilla usada

b. Porcentaje en peso de la arcilla Resp: a = 60.8 Bls/Ton, b = 8.9%

14. Para preparar 1200 Bls de fluido de

viscosidad aparente igual a 15 cps, se usaron

PERFORACIN I. GUA DE EJERCICIOS DEL TEMA N 2. FLUIDOS DE PERFORACIN.

2

1173 barriles de agua. Cul es el rendimiento de

la arcilla usada? Resp: 102 Bls/Ton

15. Determine la densidad del fluido que se

requiere para perforar a 8200, si la presin de

la formacin es 3800 Lpc y se recomienda un

diferencial de presin del pozo hacia la formacin

de 300 Lpc. Resp: 9.615 Lbs/gal

VARIACIN DE LA DENSIDAD

16. Se tienen en circulacin 800 barriles de fluido

de 8.6 Lbs/gal. Se requiere aumentar la densidad

del fluido hasta 9 Lbs/gal. Determine:

a. Sacos de barita requeridos

b. Aumento en volumen del fluido Resp: a = 180 sacos, b = 12 Bls

17. Determine los sacos de barita requeridos en

el ejercicio 16, si el volumen final del fluido debe

ser de 800 Bls. Resp: 177 sacos

18. Se est perforando con un fluido de densidad

10 Lbs/gal. Se requiere bajar la densidad a 9.8

Lbs/gal. Determine los barriles de agua por barril

de fluido que debe agregarse. Resp: 0.136 Blsw/Blsf

19. Se requiere bajar la densidad del fluido de

ejercicio 18, usando petrleo de 18 API.

Determine los barriles de petrleo que se

necesitan por barril de fluido. Resp: 0.1044 Blso/Blsf

20. Se requieren preparar 1000 Bls de fluido con

una arcilla cuyo rendimiento es de 90 Bls/ton. El

fluido debe tener el 10% en volumen de petrleo

de 20 API, una densidad de 8.9 Lbs/gal.

Determine:

a. Sacos de arcilla requeridos

b. Barriles de agua

c. Barriles de petrleo

d. Sacos de barita

e. % en volumen de slidos

f. % en peso de slidos Resp: a = 200 sacos, b = 877.14 Bls, c = 100 Bls, d = 188 sacos, e = 3.55%, f = 10.4%

21. Se tienen en circulacin 600 barriles de fluido

de 9 Lbs/gal. Al agregar 100 Bls de petrleo, la

densidad baj a 8.8 Lbs/gal. Determine la

gravedad API del petrleo usado. Resp: 23.6 API

22. Se tienen 700 barriles de fluido de densidad

igual a 9.8 Lbs/gal. Se requiere agregar petrleo

de 20 API hasta un 15 % en volumen y luego

aumentar la densidad a 10 Lbs/gal. Determine

los sacos de barita requeridos. Resp: 218 sacos

23. Se han preparado 600 barriles de fluido de

densidad 12 Lbs/gal. Se requiere bajar la

densidad a 11.8 Lbs/gal agregando petrleo de

20 API. Determine el porcentaje en volumen de

petrleo que tiene el fluido final. Resp: 4.76%

24. En un pozo hay circulando 840 Bls de un

fluido de densidad 9.5 Lbs/gal. Se requiere bajar

la densidad a 9.3 Lbs/gal. Determine el volumen

de agua requerido. Resp: 173.2 Bls

25. Se han preparado 1000 barriles de fluido a

base de agua y arcilla. La densidad del fluido es

8.6 Lbs/gal. Se requiere aumentar la densidad

del fluido a 9 Lbs/gal, manteniendo el volumen

del fluido en 1000 Bls. Determine:

a. Peso de la barita requerida

b. Volumen que se debe sacar del fluido original

antes de aumentar la densidad

c. Volumen de agua contenida en el fluido

extrado en la parte b

d. Peso de la arcilla contenida en el fluido

extrado en la parte b Resp: a = 22132.4 Lbs, b = 15 Bls, c = 14.67 Bls, d = 283.6 Lbs

26. A un fluido de perforacin de densidad igual a

10.8 Lbs/gal, se le orden agregar petrleo de 26

API. Al medir nuevamente la densidad, sta era

de 10.3 Lbs/gal. Determine el porcentaje en

volumen de petrleo que existe en el volumen

final del fluido. Resp: 15%

27. Se tienen 500 Bls de fluido. Se ordena

agregar barita hasta que el volumen final sea

510 Bls. Al medir la densidad, sta era de 10

Lbs/gal. Determine la densidad inicial del fluido. Resp: 9.5 Lbs/gal

VOLUMEN DE FLUIDO EN CIRCULACIN

28. Determine el volumen en barriles de 1000de

tubera de 3 de 15.5 Lbs/ft. El dimetro interior es de 2.602 . Resp: 6.58 Bls

29. Cul ser el volumen en el espacio anular, si

la tubera del ejercicio 28 est metida en un hoyo

de 6 5/8 ? Resp: 30.76 Bls

30. Se perfora un pozo a 9000de profundidad

con el siguiente equipo:

a. Tubera de perforacin 4 x 3.340 14 lbs/ft

PERFORACIN I. GUA DE EJERCICIOS DEL TEMA N 2. FLUIDOS DE PERFORACIN.

3

b. Dimetro de la barrena 7 3/8 c. Lastrabarrenas: 400- 6 x 31/2 d. Volumen en el tanque de succin y dems

conexiones superficiales es de 200 Bls

Determine el volumen total en circulacin. Resp: 626.16 Bls (Vtp = 93.25 Bls, Vh-tp = 321 Bls, Vlb = 4.76 Bls, Vh-lb = 7.15 Bls)

BOMBAS

31. Se dispone de una bomba con las siguientes

caractersticas:

a. Tipo duplex.

b. Potencia: 400 HP.

c. Presin de descarga: 1800 lpc.

d. Diam. cilindro: 7. e. Diam. Vstago: 2. f. Long. de embolada: 18. Se requiere: gasto max. y EPM para obtener

dicho Q. Resp: 381 gpm y 33 epm

32. Con el equipo del ejercicio 31, se est

perforando un pozo con tubera de perforacin de

4 y barrena de 8 3/8. La Velocidad de ascenso mnima del fluido es 130 ft/min. Determine el

Qmin para estas condiciones. Resp: 265 gpm

33. Se est perforando un pozo a cierta

profundidad, el volumen en circulacin es de 860

bls Se usa tubera de perforacin de 5 y barrena de 9 5/8. Si se requiere una velocidad mnima de ascenso de 120 ft/min., cunto tiempo requiere

el fluido para hacer un ciclo completo? Resp: 109 min

34. Se est perforando un pozo a 9800de

profundidad con barrena de 9 7/8. Tubera de perforacin de 5 x 4.276 de 19.5 Lbs/ft. Se estn usando 600de lastrabarrena 6 x 3 de 75.8 lbs/ft. El tanque de succin tiene base

cuadrada de 8 ft de lado y est lleno hasta 6 ft

de fluido. El fluido circulando en las conexiones

superficiales es de 40 bls. La bomba usada en

ese momento est impulsando 280 gpm.

Determine:

a. El tiempo que tarda el fluido en hacer un ciclo

completo.

b. La velocidad de ascenso mnima del fluido. Resp: a = 144 min, b = 95 ft/min

35. Si en el pozo del problema 34 se saca toda la

tubera, cul ser el nivel del fluido, medido

desde la superficie?. (gravedad especfica del

acero = 7.8) Resp: 869 ft

PROBLEMAS ADICIONALES

36. Un lodo de agua dulce de 11.4 Lbs/gal tiene

un 16.2% de slidos en volumen: determine:

a. Fraccin volumtrica de barita y slidos de

baja gravedad especfica.

b. Fraccin en peso de barita y slidos de baja

gravedad especfica.

c. Barita y slidos de baja gravedad especfica

en Lbs/bls. Resp: a = 0.0694 y 0.09255, b = 0.218 y 0.169,

c = 104.44 Lbs/Bls y 81 Lbs/Bls

37. Dada la siguiente informacin de un pozo:

Profundidad total: 9000

Dimetro del hoyo 97/8 Revestidor superficial: 103/4- (10.05-

1500-40.5 Lbs/ft)

Lastrabarrena: 400- 61/2-2 Tubera de perforacin: 4 - 16.6 Lbs/ft

(G= 7.8)

Bomba Duplex: 61/2-18-Dv= 2, EPM = 55

Dos tanques con 4de lodo de 8x30, y

35 bls de lodo en conexiones superficiales.

Determine:

a. Velocidad en el anular hoyo - lastrabarrena

b. Velocidad mnima de ascenso del fluido

c. Tiempo en minutos para el ciclo completo. Resp: a = 4 ft/s, b = 2.737 ft/s, c = 91 min

38. Se prepara un fluido con 200 sacos de arcilla

con rendimiento de 90 Bls/ton y 150 sacos de

barita. Despus de preparado el fluido, se ordena

bajar la densidad usando petrleo de 26API.

Determine:

a. El % en volumen de petrleo en el volumen

final si la densidad final del fluido es de 8.7

Lbs/gal.

b. El % en volumen de slidos de baja gravedad

especfica. Resp: a = 17.34%, b = 2.1%

39. Se est perforando un pozo con mecha de

95/8, utilizando la siguiente sarta de perforacin: Tubera de perforacin 31/2 16.6 Lbs/ft

CV = 0.037 ft3/ft Lastrabarrena: 900- 61/4 21/4 107

Lbs/ft

Si la profundidad total del pozo es de 12300y

fue colocado un revestidor superficial de 103/4 10.5 a 1100, determine: a. Tiempo que tarda un ciclo completo si la

velocidad mnima de ascenso del fluido es de 120

ft/min

b. Si se saca la sarta de perforacin del pozo, a

que profundidad quedar el nivel de fluido en el

pozo?

PERFORACIN I. GUA DE EJERCICIOS DEL TEMA N 2. FLUIDOS DE PERFORACIN.

4

c. Con qu potencia debe trabajar la bomba si

la presin de descarga al pozo se requiere sea de

1000 Lpc? Resp: a = 90.7 min, b = 976.08 ft, c = 280 Hp

40. La densidad de 800 Bls de un lodo de 14 Lpg

puede ser incrementada a 14.5 Lpg usando

barita API (G= 4.3). si el volumen total de lodo

est limitado a los 800 Bls, calcule el volumen de

lodo viejo que debe ser descargado y el peso e

barita API requerido. Resp: 18.35 Bls

41. En un volumen de lodo base agua dulce de

11.4 Lpg, existen 7 % de slidos (en volumen).

Determine:

a. La fraccin volumtrica de barita y slidos de

baja gravedad especfica.

b. La fraccin en peso de barita y slidos de

baja gravedad especfica.

c. Barita y slidos de baja gravedad especfica

en Lbs/ Bls de fluido. Resp: a = 0.063 y 0.107, b = 0.198 y 0.1954, c = 94.815 Lbs/Blsf y 93.625 Lbs/Blsf

42. Se perforar un pozo de 7000con barrena

83/4, tubera de perforacin de 31/2, lastrabarrena de 7. Cuando en el pozo hay en circulacin 600 Bls de fluido de perforacin se

presentan ciertos problemas de presin, por lo

que se ordena aumentar la densidad agregando

10 Bls de barita en un ciclo completo, a razn de

3 sacos por minuto. Determine la velocidad

mnima de ascenso para que los cortes viajen a

superficie. Resp: 3.24 ft/s

43. Se est perforando un pozo a 8000con

barrena de 97/8, tubera de perforacin de 5 4.276 19.5 Lbs/ft, y 600de portamechas de 6 31/4 75.8 Lbs/ft. El tanque de succin tiene base cuadrada de 8por lado y est lleno

hasta 6de fluido. El volumen en las conexiones

superficiales es de 40 Bls. La bomba opera a

razn de 280 gpm, el fluido de perforacin tiene

una densidad de 9.5 Lpg originalmente y se le

deben agregar 12% del volumen inicial de

petrleo de 24 API. Determine:

a. La tasa a la que se debe agregar el petrleo

para hacerlo en un ciclo completo del volumen de

fluido inicial.

b. La densidad final del fluido. Resp: a = 33.6 gpm, b = 9.3 Lpg

44. Si se continu perforando el hoyo de

produccin luego de bajar un revestidor de 103/4 (10.05) 3000, con un fluido de 9 Lpg hasta 12000 y en ese momento se encuentran con

una arena de alta presin por lo que se decide

usar un 10% en volumen de barita respecto al

inicial. Si dicha sarta est compuesta por tubera

de perforacin de 51/2, CV = 0.12457 ft3/ft 20.73 Lbs/ft, y 1000de lastrabarrena de 63/4 21/2 que pesan 105300 Lbs, determine: a. Densidad final del fluido Resp: a = 11.46 Lpg.

45. Durante la perforacin de un pozo, se

requiere que la velocidad mnima de ascenso del

fluido sea de 150 ft/min. Se usa una mecha de

97/8 y tubera de perforacin de 5. La bomba es del tipo duplex de 16 x 6 y el vstago tiene 2 y est operando a 95% de eficiencia.

Para las condiciones dadas, calcule las emboladas

por minuto a las que debe trabajar la bomba. Resp: 6.32 epm

OTROS PROBLEMAS:

46. Dada la siguiente informacin de un pozo:

Profundidad total: 13650 pies Dimetro del hoyo: 8 pulg Revestidor intermedio: 9 5/8x9,004 @ 8500

pies

Tubera de perforacin: 4 x19,5 lbs/pie (Gacero=7,8)

Lastrabarrena: 600 pies, 6 x2 @ 13600 pies

Bomba triplex: 6 x12-95% E.V.-150 EPM Dos tanques de lodo con una capacidad de 45

Bbls/pie; un tanque lleno de 4 de lodo y el

segundo lleno con 6 de lodo.

Determine:

a. Velocidad mnima de ascenso del fluido

b. Velocidades en los espacios anulares, y

dentro de la sarta de perforacin

c. Tiempo que tarda el lodo en dar un ciclo

completo

47. Dada la siguiente informacin de un pozo:

Profundidad total: 9000 pies Dimetro del hoyo: 9 7/8 pulg Revestidor superficial: 10 3/4x10,05 @ 1500

pies

Tubera de perforacin: 4 x19,5 lbs/pie (Gacero=7,8)

Lastrabarrena: 400 pies, 6 x2 Bomba duplex: 6 x2x18-55 EPM Dos tanques de lodo con 4 pies de lodo, de

8x30

Determine:

a. Velocidad anular en el espacio hoyo-

lastrabarrena

b. Velocidad mnima de ascenso del fluido

c. Tiempo que tarda el lodo en dar un ciclo

completo

d. El tiempo requerido para que el lodo circule

desde el fondo del pozo hasta la superficie

PERFORACIN I. GUA DE EJERCICIOS DEL TEMA N 2. FLUIDOS DE PERFORACIN.

5

e. Con cuantos HP debe trabajar la bomba s la

presin de descarga es de 1000 lpc

48. Se prepara un fluido con 150 sacos de arcilla

cuyo rendimiento es de 95 Bbls/Ton, usando una

cierta cantidad de barita (150 sacos). Al preparar

el fluido se requiere disminuir su densidad

usando petrleo de 25 API. Se pregunta:

a. Porcentaje en volumen de petrleo en el

volumen final, si Gf=1,05

b. Porcentaje de slidos en peso y en volumen

c. Porcentaje de agua en peso y en volumen

49. Se prepara un fluido con 200 sacos de arcilla

cuyo rendimiento es de 90 Bbls/Ton, usando 150

sacos de barita). Despus de preparado el fluido

se ordena reducir su densidad usando petrleo

de 32 API. Se pregunta:

a. Porcentaje en volumen de petrleo en el

volumen final, si f=8,7 lbs/gal

b. Porcentaje de slidos en peso y en volumen

c. Porcentaje de agua en peso y en volumen

50. Dada la siguiente informacin de un pozo:

Profundidad total: 13000 pies Dimetro del hoyo: 5 pulg Revestidor de produccin: 7x5,920 @ 12000

pies

Tubera de perforacin: 3 x2,764 Lastrabarrena: 600 pies, 4 x2 Bomba triplex: 5 x10-90% E.V.-90 EPM Tres tanques de lodo con una capacidad de 400

Bbls; el primero tanque lleno un 50%, el segundo

un 31,5% y el tercero 75%

Cada de presin: 67,6 lpc Gradiente de formacin: 0,6968 lpc/pie Gravedad especfica del material densificante:

4,3

Determine:

a. Qu cantidad de volumen y de sacos de

barita son necesarias para incrementar el

sobrebalance a 140 lpc?

b. Tiempo que tarda el lodo en dar un ciclo

completo

c. Velocidades en los espacios anulares, y

dentro de la sarta de perforacin

d. S se agrega aceite de 7 lbs/gal, cul es el

gradiente del lodo que se origina para

mantener el volumen original?