Este documento describe los procedimientos para calcular la presión de suabeo y pistoneo durante la perforación de pozos y la velocidad de deslizamiento para evaluar la limpieza del hueco. Explica 11 pasos para calcular la presión de suabeo y pistoneo que incluyen determinar la velocidad de movimiento de la tubería, calcular la presión en el anular y la densidad equivalente del fluido. También describe 11 pasos para calcular la velocidad de deslizamiento que incluyen determinar si el flujo es laminar o turbulento,

1. Hidráulica de
perforación: Swabeo,
Pistoneo, Limpieza de
Hueco
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By Oscar Fernando Lopez Silva

2. Presión de Suabeo y pistoneo
Cuando la sarta de perforación se corre en el pozo, la fricción
del fluido de perforación que se mueve contra la tubería hace
que en fondo el pozo experimente un aumento de presión, el
cual se denomina presión de pistoneo. Al contrario, cuando la
tubería se saca del pozo, el pozo experimenta una disminución
en la presión total, la cual se denomina presión de suabeo.
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3. Presión de Suabeo y pistoneo
Paso 1. Determine la velocidad promedio del movimiento
de la tubería (Vpm). Se puede emplear uno de los métodos
siguientes :
Método 1:
• Vpm =velocidad promedio del movimiento de la tubería, ft/min
• Ls =longitud de la parada, ft
• t =tiempo de cuña en cuña, seg
Método 2:
• Lj =longitud de la unión, ft
• t =tiempo de la unión a través de la mesa rotatoria, seg.
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4. Presión de Suabeo y pistoneo
Paso 2. Calcule la velocidad equivalente de fluido en el
anular (Vm) para el primer intervalo de la geometría, donde:
Paso 3. Calcule n anular (índice de comportamiento del flujo) y
K anular (factor de consistencia) para el intervalo anular, donde:
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5. Presión de Suabeo y pistoneo
Paso 4. Calcule la nueva viscosidad efectiva en el
anular, utilizando Vm,
Paso 5. Calcule el número de Reynolds (Re) para el intervalo
anular, utilizando el nuevo uea y Vm, donde:
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6. Presión de Suabeo y pistoneo
Paso 6. A. Si han cambiado las propiedades reológicas
de un fluido de perforación desde el último análisis
hidráulico, calcule el número de Reynolds para el cambio del
flujo laminar al transicional, para el intervalo, donde:
Paso 6. B. Calcule el número de Reynolds para el cambio
de flujo transicional a turbulento para el intervalo, donde: ReT
= el número de Reynolds para el cambio del flujo transicional
al turbulento (adimensional).
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7. Presión de Suabeo y pistoneo
Paso 7. Calcular el factor de fricción.
Si
Rea > ReL Flujo Laminar
No
Si
Rea > ReT Flujo Turbulento
No Flujo Trancisional
ReL > Rea> ReP
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8. Presión de Suabeo y pistoneo
Paso 8. Calcule la caída de presión (P) para el
intervalo, donde:
Realizar los cálculos anteriores para cada geometría anular
Paso 9. Calcule la pérdida total de presión en el
anular:
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9. Presión de Suabeo y pistoneo
Paso 11.A. Calcule la densidad equivalente de fluido
debido a la presión de pistoneo,
Paso 11.B. Calcule la densidad equivalente del fluido
debido a la presión de suabeo,
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10. Velocidad de deslizamiento y
Limpieza del Hueco
Una función importante del fluido de perforación consiste en
transportar los ripios (recortes) de la perforación desde el
fondo del hoyo hasta la superficie, donde pueden ser
removidos. Una limpieza de hoyo insuficiente puede ocasionar
diferentes problemas graves, incluyendo:
• Elevado arrastre y torque
• Menor tasa de penetración
• Atascamiento de tubería
• Dificultades para correr la tubería de revestimiento
• Fallas en la cementación primaria
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11. Velocidad de deslizamiento y
Limpieza del Hueco
La capacidad del fluido para limpiar el hoyo depende de la
reología y la densidad de ese fluido, su caudal y el tamaño de
los ripios. Para una partícula de cualquier tamaño (ripio), el
movimiento hacia arriba de esa partícula con el flujo del fluido
será parcialmente negado por el efecto de la gravedad que
favorece el asentamiento de las partículas.
La tasa de asentamiento se suele denominar velocidad de
deslizamiento (Vs). Al comparar Vs con la velocidad anular
(Va) en el intervalo, es posible calcular el tiempo neto de
transporte de partículas (NPT) y el tiempo anular de
transporte (ATT).
Estos valores le indicarán al ingeniero el tiempo mínimo
requerido para el transporte de un ripio hasta la superficie.
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12. Velocidad de deslizamiento y
Limpieza del Hueco
Paso 1: A partir del análisis hidráulico anular para cada
intervalo, determine si el fluido se encuentra en flujo laminar o
turbulento. Si está en flujo laminar, continúe con el Paso 2 para
calcular la velocidad de deslizamiento. Si el fluido está en flujo
turbulento, salte al Paso 7.
Paso 2: Calcule la tasa de corte de borde (Yb), donde:
YB = tasa de corte de borde, seg-1
Dc =diámetro de la partícula, pulgadas
r =densidad del fluido, lb/gal
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13. Velocidad de deslizamiento y
Limpieza del Hueco
Paso 3: Calcule el esfuerzo de corte (tp) desarrollado
por la
partícula, donde:
tp =esfuerzo de corte de la partícula, lb/100 ft2
T = espesor de la partícula, pulgadas
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14. Velocidad de deslizamiento y
Limpieza del Hueco
Paso 4: Calcule la tasa de corte (Yp) desarrollada por
la partícula, utilizando tp y los valores de K y n de tasa baja
de corte del fluido, donde:
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15. Velocidad de deslizamiento y
Limpieza del Hueco
Paso 5: Compare Yp con YB para determinar cuál
ecuación debe utilizar para el cálculo de la velocidad de
deslizamiento.
Paso 6: Calcule la velocidad de deslizamiento y siga con el
Paso 9
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16. Velocidad de deslizamiento y
Limpieza del Hueco
Paso 7: Para cualquier intervalo en el flujo
turbulento, utilice la ecuación B-1 para calcular el esfuerzo de
corte desarrollado por la partícula.
Paso 8: Utilice la ecuación B-2 para calcular la velocidad de
deslizamiento.
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17. Velocidad de deslizamiento y
Limpieza del Hueco
Paso 9: Calcule el NPT y el ITT, donde:
NPT =transporte neto de partícula, ft/min.
VA =velocidad anular del intervalo, ft/min.
Paso 10: Calcule ATT sumando los valores ITT
individuales
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18. Velocidad de deslizamiento y
Limpieza del Hueco
Paso 11: Calcule la eficiencia de transporte (Et) en
porcentaje, para cualquier intervalo, dividiendo el NPT entre
la velocidad anular del intervalo y multiplicando el cociente
por 100%. Cuanto mayor sea la eficiencia del
transporte, mayor es la capacidad de acarreo del fluido y con
mayor rapidez se remueven los recortes del pozo.
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