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Investigación del fenómeno del colapso en 
tuberías de revestimiento y producción 
16.06.09 
David Hernández Morales 
Servicios Técnicos Petroleros
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 2 
Contenido 
ü Introducción 
ü Conceptos Generales 
ü Tipos de Colapso 
ü Factores Causales (casos de estudio) 
ü Pruebas de Laboratorio 
ü Conclusiones
Los colapsos en tuberías de revestimiento y de producción 
pueden derivar en la pérdida de un pozo. Su estudio ha 
sido de gran interés para la industria petrolera. 
Actualmente se cuenta con tecnologías y sistemas que 
permiten identificar los factores causales más atribuibles a 
este fenómeno, con la finalidad de desarrollar medidas 
preventivas que ahorren importantes recursos 
económicos. 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 3 
Introducción 
General
Conceptos generales 
El colapso puede definirse como la: 
Fuerza mecánica capaz de 
deformar un tubo por el efecto 
resultante de las presiones 
externas. 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 4 
Definición
Conceptos generales 
El colapso es un fenómeno 
complejo y un gran número 
de factores y parámetros 
influyen en su efecto. 
La teoría clásica de la 
elasticidad nos permite 
determinar los principales 
esfuerzos radiales y 
tangenciales que actúan 
sobre la tubería. 
2 2 2 2 2 2 
Pr r - r + P r r - 
r 
i i o e o i 
r - 
2 2 2 2 2 2 
Pr i i r o + r - P e r o r i 
+ 
r 
t r r - 
r 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 5 
Esfuerzos 
( ) ( ) 
2 ( 2 2 ) 
r r o 
ri 
s = 
( ) ( ) 
2 ( 2 2 ) 
o i 
s = 
ro 
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r 
Pi Pe 
sr 
st
Conceptos generales 
Gráficas y ecuaciones 
15 
14 
13 
12 
11 
10 
9 
8 
7 
6 
5 
4 
3 
2 
1 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 6 
El API 5C3 presenta 
cuatro fórmulas las 
cuales permiten 
predecir el valor mínimo 
de resistencia al 
colapso del material, de 
acuerdo con el tipo de 
falla que puede ser: 
elástico, transición, 
plástico y de cedencia. 
0 
Colapso plástico promedio 
Inicio de los modos de 
colapso elástico-plástico 
Colapso elástico promedio 
Colapso elástico mínimo 
Relación diámetro/espesor 
Presión de colapso (1,000 psi) 
Colapso 
plástico 
mínimo 
Colapsos 
plástico y 
elástico mínimos 
Colapso de transición 
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Conceptos generales 
úúúú 2 
êêêê 
n2 2 
êêêê 
úúúú 
êêêê 
úúúú 
s - 
1 
2 s 
êêêê 
úúúú 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 7 
Colapso Elástico 
P 
E 
D 
t 
D 
t 
c = 
- æè ç 
öø ÷ 
æè ç 
öø ÷- 
é 
ë ê 
ù 
û ú 
é 
ë 
ù 
û 
1 
1 
1 
Colapso de Transición 
P 
F 
D 
t 
G c y = 
æè ç 
öø ÷ 
- 
é 
ë 
ù 
û 
s 
Colapso Plástico 
P 
A 
D 
t 
B C c y = 
æè ç 
öø ÷ 
- 
é 
ë 
ù 
û 
Colapso de Cedencia 
P 
D 
t 
D 
t 
c y = 
æè ç 
öø ÷ 
- 
æè ç 
öø ÷ 
é 
ë 
ù 
û 
2
Factores causales 
Es común atribuir el fenómeno del colapso a una supuesta 
calidad deficiente de las tuberías. Sin embargo, estudios 
señalan un conjunto de factores causales, tales como: 
üDesgaste de la tubería de revestimiento. 
üDesgaste por pandeo helicoidal. 
üIncremento de presión exterior por temperatura. 
üDepresionamientos inadecuados. 
üCargas geostáticas por formaciones plásticas y 
actividad tectónica. 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 8
Factores causales 
Desgaste de la tubería de revestimiento 
Este factor está asociado a la rotación 
de las juntas de la sarta de perforación 
y a los viajes que se efectúan. 
La magnitud del desgaste en la tubería 
de revestimiento esta relacionada por: 
üMucho tiempo para perforar. 
üAltas severidades de la pata de 
perro. 
üProblemas de pegadura. 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 9
Factores causales 
Desgaste de la tubería de revestimiento 
La reducción del espesor de la pared de la tubería resulta 
en una reducción de las propiedades mecánicas del tubo. 
Desgastes severos en tuberías de revestimiento han 
causado pérdidas de tiempo, operaciones fallidas y 
pérdida de pozos, en la cual existen muchos casos. 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 10
Factores causales 
Desgaste. Ej: Pozo Zaap 7D 
Durante la perforación de la 
etapa de 14 ¾” se presentó 
una pegadura, trabajando 
sarta con tensión, torsión y 
vibración; generándose una 
alta fuerza lateral sobre el 
lado alto de la TR de 16”, 
precisamente donde se 
ubicaba una alta severidad. 
Fuerza 
Lateral 
16” 2481 m 
Fuerza de Tensión 
20” 1000 m 
Alta severidad 
Fuerza torsional 
2871 m 
Pegadura 
2625 m 
Fuerza de 
compresión 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 11
Factores causales 
máximo colapso 1,300 psi 
resistencia nominal del tubo 1,480 psi 
Resultante de la presión ejercida sobre la TR de 16” (psi) 
profundidad 
(m) 
Anomalía 
2065 y 2144 m 
TR - 16” 
Bache 1.00 gr/cc 
Sep.145 gr/cc 
2207 m 
2384 m 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 12 
Lodo 1.25 gr/cc 
cemento 
1991 m 
2144 m 
2481 m - PD 
2429 m - PV 
2868 m - PD 
agujero 14 3/4” 2758 m - PV 
Evaluación del desgaste del orden del 4%, lo 
que generó una reducción en su resistencia 
al colapso de 1,480 psi a 1,300 psi 
Desgaste de la TR
Factores causales 
Anomalía a 921 m 
carga axial (toneladas) 
profundidad 
(m) 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 13 
TR de 11 3/4” 
B.L. de 9 5/8” 
0 5 10 15 
Tensión 
Compresión 
Retenedor de cemento 
Molió 2.40 m en 97:30 horas con lodo de 1.80 gr/cc, posteriormente cambio a bajo balance
Factores causales 
Desgaste de la tubería de revestimiento 
Otros casos de desgaste 
son: Muspac 51, Cantarell 
4D (México), CR-13 
(Venezuela), entre otros. Por 
lo que es conveniente tomar 
en consideración el factor 
desgaste en el diseño de las 
tuberías de revestimiento, 
cuando se tenga indicios 
de esta posibilidad. 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 14
Factores causales 
Desgaste por pandeo helicoidal 
Cuando las tuberías de revestimiento 
no son cementadas hasta la superficie, 
debe tomarse en cuenta la tensión 
requerida para asentarla 
adecuadamente en las cuñas del 
cabezal. El valor de esta tensión está 
relacionado con las propiedades 
mecánicas de la tubería, de los cambios 
en la densidad y de temperatura de la 
siguiente etapa de perforación. 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 15
Factores causales 
Desgaste por pandeo helicoidal 
En la operación de anclaje deben conocerse el valor de la 
cima de cemento, determinar la tensión adicional y 
elongación, en función de los factores que provocan el 
pandeo helicoidal, los cuales son: 
üCambio en densidad de fluido interno-externo. 
üCambio de presiones en la TR interno-externo. 
üCambio de temperatura. 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 16
Factores causales 
Desgaste por pandeo helicoidal 
( ) ( )( ) 
n ( e e i i ) ( )( e e i i) ( e c e) 
X = W L - A g - A g L + 1 - 2 
v A D P - A D P - E As D t + 
Fs 
d d l 
- - - - D - D - - 
n e c i i e es i is 
W A g A g v A A A 
d d d d d d 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 17 
1 
X = Altura del cemento (pies) 
L = Profundidad del pozo (pies) 
Wu = Peso Unitario de la tubería (lb/pie) 
Ae = Área exterior de la tubería (pg2) 
Ai = Área interior de la tubería (pg2) 
As = Área del acero de la tubería (pg2) = Ae-Ai 
dc = Gradiente del fluido por exterior de la tubería (psi/pie). (Cemento de alta densidad + cemento de baja densidad) 
di = Gradiente del fluido por el interior de la tubería (psi/pie) 
n = Relación de poisson = 0.3 (adimensional) 
E = Módulo de elasticidad (psi). Para el acero E = 30X106 psi 
e = Elongación de la tubería (pg) 
l = Coeficiente de expansión termica del acero 6.9X10-6 (pg/pg-°F) 
DT = Varaciación de la temperatura desde la cima del cemento a la superficie (°F) 
DPes = Cambio de la presión superficial en el exterior (psi) 
DPis = Cambio de la presión superficial en el interior (psi) 
Fs = Fuerza de tensión durante el anclaje de la tubería para evitar el pandeo (lb-f) 
Dde = Cambio del gradiente de la densidad en la próxima etapa por fuera de la tubería (psi/pie) 
Adi = Cambio del gradiente de la densidad en la próxima etapa por entro de la tubería (psi/pie)
Factores causales 
Desgaste por pandeo helicoidal 
Tensión del 80% del peso TR libre 
Cima de 
cemento 
13 3/8” 3000 m 
4800 m 
9 5/8” 
Para evitar problemas por pandeo 
helicoidal, una recomendación 
práctica es tensionar el 80% del 
peso de la tubería que se 
encuentre libre, es decir de la 
cima de cemento hacía la 
superficie. 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 18
Factores causales 
Incremento de presión externa por 
temperatura 
Cuando la cementación de la tubería 
de revestimiento no alcanza la 
superficie, el fluido de perforación 
que permanece en la parte exterior, 
por el paso del tiempo sufre una 
degradación física de sus fases, 
separando sólidos de líquidos. 
30” 50 m 
Vapor 
Aceite 
20” 1000 m 
Agua 
13 3/8” 3100 m 
Sólidos 
Cemento 
9 5/8” 5300 m 
7” 5500 m 
5” 5700 m 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 19
Factores causales 
Incremento de presión externa por 
temperatura 
El agua, puede ser sometida a una 
temperatura que pueda alcanzar 
valores por arriba de su punto de 
ebullición, de tal manera que 
comienza a evaporarse, lo que 
puede generar un incremento en la 
presión por el espacio anular, si esta 
no es desfogada. 
30” 50 m 
Vapor 
Aceite 
20” 1000 m 
Agua 
13 3/8” 3100 m 
Sólidos 
Cemento 
9 5/8” 5300 m 
7” 5500 m 
5” 5700 m 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 20
Factores causales 
Incremento de presión externa por 
temperatura 
Cuando el pozo está fluyendo, los 
hidrocarburos ascienden a la 
temperatura del yacimiento, la cual 
se puede presentarse una 
transferencia de calor a través de la 
tubería de producción hacia el fluido 
empacante, el cual, en algunas 
ocasiones puede alcanzar su punto 
de ebullición generando vapor. 
30” 50 m 
Vapor 
20” 1000 m 
13 3/8” 3100 m 
Fluido 
empacante 
9 5/8” 5300 m 
7” 5500 m 
5” 5700 m 
Temperatura del yacimiento 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 21
Factores causales 
Incremento de presión externa por 
temperatura 
Ahora bien un incremento de 
presión en el espacio anular, puede 
alcanzar valores elevados que 
causando el colapsamiento de la 
tubería. 
30” 50 m 
Vapor 
20” 1000 m 
13 3/8” 3100 m 
Fluido 
empacante 
9 5/8” 5300 m 
7” 5500 m 
5” 5700 m 
Temperatura del yacimiento 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 22
Factores causales 
Incremento de presión externa por temperatura. Ejemplo 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 23
Factores causales 
Depresionamientos inadecuados 
Este fenómeno se presenta en las inducciones de pozo, 
cuando el espacio anular se encuentra con fluido 
empacante y por el interior de la tubería se maneja un gas 
a presión. 
El fenómeno se vuele crítico especialmente cuando no se 
manifiestan los hidrocarburos o agua salada, quedando la 
tubería completamente vacía y sometida a una máxima 
carga por el exterior (efecto succión). 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 24
Factores causales 
Depresionamientos inadecuados 
Esto se conjuga con los depresionamientos inadecuados, 
que generan los denominados “golpes de ariete”, 
incrementando la fuerza exterior y por ende, el colapso. 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 25
Factores causales 
Depresionamientos inadecuados 
Un ejemplo fue en el pozo Gabanudo 
1 que durante el manejo de 
presiones en superficie, el espacio 
anular fue abierto inadecuadamente, 
causando un golpe de ariete, el cual 
fue trasmitido hasta el empacador y 
al último tramo de tubería de 
producción, sobrepasando la 
resistencia nominal de 12,080 psi, 
provocando así su colapso. 
30” 50 m 
20” 1005 m 
13 3/8” 1953 m 
Golpe de 
ariete 
B.L. 4977 m 
9 7/8” 5180 m 
7” 5780 m 
Intervalo 
5935 -5915 m 
5” 6390 m 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 26
Factores causales 
Depresionamientos inadecuados 
Un golpe de ariete se genera cuando 
se abre y se cierra el estrangulador 
sin tener un control. Se debe de 
considerar un tiempo de 3 segundos 
por cada 1000 m de profundidad 
para esperar la reacción de la 
presión en el manómetro. 
30” 50 m 
20” 1005 m 
13 3/8” 1953 m 
Golpe de 
ariete 
B.L. 4977 m 
9 7/8” 5180 m 
7” 5780 m 
Intervalo 
5935 -5915 m 
5” 6390 m 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 27
Factores causales 
Cargas geostáticas por flujo de formaciones pláticas y 
actividad tectónica 
Durante la perforación se atraviesan formaciones tales 
como lutitas, domos arcillosos y salinos, etc., cuyos 
comportamientos químico-mecánicos son francamente 
plásticos (donde el material se extruye y fluye hacia el 
pozo), y ocasionan que la carga geostática se transmita 
radialmente hacia el pozo, lo cual puede propiciar el 
colapso de la tubería de revestimiento. 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 28
Factores causales 
Cargas geostáticas por flujo de 
formaciones pláticas y actividad tectónica 
Al estar perforando la última etapa 
de perforación con barrena de 5 7/8” 
y fluido de perforación de 1.75 gr/cc, 
se presentó la influencia de una 
carga geostática de sal en el 
intervalo de 5,301-5,419 m. Este 
intervalo había sido cubierto 
anteriormente con una tubería de 
revestimiento de 7". 
30” 30 m 
20” 1005 m 
B.L. 9 5/8” 2832 m 
13 3/8” 2996 m 
Sal 4302 - 4590 m 
9 5/8” 5248 m 
Sal 5301 - 5419 m 
7” 5548 m 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 29
Factores causales 
Cargas geostáticas por flujo de 
formaciones pláticas y actividad tectónica 
Sin embargo, la sal generaba una 
deformación sobre la tubería, 
tratando de colapsarla. 
30” 30 m 
20” 1005 m 
B.L. 9 5/8” 2832 m 
13 3/8” 2996 m 
Sal 4302 - 4590 m 
9 5/8” 5248 m 
Sal 5301 - 5419 m 
7” 5548 m 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 30
Factores causales 
30” 30 m 
Cargas geostáticas por flujo de 
formaciones pláticas y actividad tectónica 
El efecto fue cuantificado en cerca 
de 30,000 psi al colapso. Para evitar 
esta deformación fue necesario 
incrementar la densidad del fluido 
hasta 2.03 gr/cc e introducir una 
tubería de revestimiento de 
contingencia de 5”. 
20” 1005 m 
B.L. 9 5/8” 2832 m 
13 3/8” 2996 m 
Sal 4302 - 4590 m 
9 5/8” 5248 m 
Sal 5301 - 5419 m 
7” 5548 m 
5” 5694 m 
Agujero 4 1/8” 5762 m 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 31
Factores causales 
30” 30 m 
Cargas geostáticas por flujo de 
formaciones pláticas y actividad tectónica 
La zona de influencia de la sal ahora 
quedo cubierta por dos tuberías de 
revestimiento una de 7” y de 5”, 
terminando finalmente el pozo con 
agujero reducido de 4 1/8”. 
20” 1005 m 
B.L. 9 5/8” 2832 m 
13 3/8” 2996 m 
Sal 4302 - 4590 m 
9 5/8” 5248 m 
Sal 5301 - 5419 m 
7” 5548 m 
5” 5694 m 
Agujero 4 1/8” 5762 m 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 32
Factores causales 
Cargas geostáticas por flujo de 
formaciones pláticas y actividad tectónica 
30” 147.50 m 
20” 551 m 
13 3/8” 1788 m 
2960 m 
SAL 
B.L. 7 - 2845 m 
B.L. 5” - 3492 m 
7” a 3936 m 
3655 m 
9 5/8”-9 7/8” 3956 m 
5” 4260 m 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 33
Factores causales – Mal Diseño 
BL 7 5/8” – 4000 m 
Resistencia de la tubería 7 5/8” 
TAC-140 39 lb/pie = 15,250 psi 
905 m 
Intersección 5077 m. Extender el liner de 5 ½” 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 34 
30” 50 m 
20” 
13 3/8” 
9 7/8” 4212 m 
7 5/8” 5759 m 
5 ½” 5961 m 5,000 10,000 15,000 20,000 
Presión (psi) 
Profundidad (m) 
Carga = 15,374 psi 
Diseño = 17,296 psi 
(factor = 1.125) 
2404 m 
Anomalía 
BL 5 ½” – a 5535 m 
5697 m
Factores causales – Mal Diseño 
Resistencia al colapso 9 5/8” 
TRC-95 = 7,340 psi 
20” 
13 3/8” 
9 5/8” 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 35 
Profundid 
ad 
5,000 10,000 15,000 
d = 2.02 gr/cm3 
13,770 psi 
Resultante 
Resistencia al colapso 9 5/8” 
P-110 = 7,950 psi 
4,801 m 
5,295 m 
5,874 m 
Intercepción de la carga con la 
capacidad mecánica de la tubería se 
ubicó por cálculo a 2,800 m. 
1,005 m 
2,987 m 
B.L.5046 m 
7” 
5” 
2957 m 
1,800 m 
Nota: Resistencia del la tubería 7” TAC-140 de 35 lb/pie - 17,380 psi
Factores causales – Mal Diseño 
Resistencia al colapso de la tubería 11 ¾” 
TRC-95 60 lb/pie = 3,440 psi 
Resistencia al colapso de la tubería 11 ¾” P-110 
60 lb/pie = 3,610 psi 
6,600 psi 
Carga y Resultante 
2,000 4,000 6,000 
Presión (psi) 
16” 530 m 
13 3/8” 916 m 
3275 m 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 36 
B.L. de 9 5/8” 
d = 1.42 gr/cc 
B.L. 9 5/8” 
11 ¾” 
3920 m 
9 5/8” 
3070 m 
TXC 1800 m 
La intercepción de la carga con la 
capacidad mecánica de la tubería se 
ubicó por cálculo a 1,800 m.
Pruebas de laboratorio 
En el centro de Investigación de la Compañía Tenaris 
Tamsa, se cuenta con dos simuladores para pruebas de 
colapso en tiempo real. 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 37 
Descripción del equipo
Pruebas de laboratorio 
La muestra es colocada dentro de la cámara. Se 
incrementa la presión por el exterior con agua hasta 
alcanzar el colapso. 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 38 
Descripción del equipo
Pruebas de laboratorio 
12000 
10000 
8000 
6000 
4000 
2000 
16000 
14000 
10000 
8000 
6000 
4000 
2000 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 39 
1a. PRUEBA 
TR 9 5/8” TAC-110, 53.5 lb/pie 
Presión de colapso real: 11,779 psi 
Presión de colapso de fábrica: 10,520 psi 
2a. PRUEBA 
TR 9 5/8” TAC-140, 53.5 lb/pie 
Presión de colapso real: 11,910 psi 
Presión de colapso de fábrica: 11,700 psi 
0 20 40 60 80 100 120 
Tiempo de prueba (seg) 
0 
P 
r 
e 
s 
i 
ó 
n 
(psi) 
0 10 20 30 40 50 
Tiempo de prueba (seg) 
0 
P 
r 
e 
s 
i 
ó 
n 
(psi) 
12000
Pruebas de laboratorio 
4a. PRUEBA 
TR 7” TAC-140, 38 lb/pie 
Presión de colapso real: 21,997 psi 
Presión de colapso de fábrica: 19,640 psi 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 40 
3a. PRUEBA 
TR 7” TAC 110, 35 lb/pie 
Presión de colapso real: 15,285 psi 
Presión de colapso de fábrica: 15,230 psi
Pruebas de laboratorio 
5a. PRUEBA 
Paquete de TR 7” TAC-110, 35 lb/pie dentro de TR 9 5/8” TAC-110, 53.5 lb/pie, 
bien cementado. Se alcanzó una presión de 18,604 psi, sin colapsarse. 
0 50 100 150 200 250 300 
Tiempo de prueba (seg) 
20000 
18000 
16000 
12000 
10000 
8000 
6000 
4000 
2000 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 41 
0 
Presión (psi) 
350 400 450 500 
14000
Pruebas de laboratorio 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 42 
6a. PRUEBA 
TR 9 5/8” L-80, 47 lb/pie 
Presión de colapso real: 7,653 psi 
Presión de colapso de fábrica: 4,760 psi 
7a. PRUEBA 
TR 7” L-80, 32 lb/pie 
Presión de colapso real: 4,858 psi 
Presión de colapso de fábrica: 3,830 psi
Pruebas de laboratorio 
La octava prueba consistió en acoplar el tubo de 7” dentro del 
de 9 5/8” mediante calzas de madera, simulando la ausencia 
de cemento entre ambas tuberías. 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 43
Pruebas de laboratorio 
Una vez realizado el 
acoplamiento, se procedió 
a instalar el paquete dentro 
del tanque de la máquina 
de prueba. 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 44
Pruebas de laboratorio 
Se ajustaron las calzas que separan ambos tubos, una 
vez que el conjunto quedó instalado en el tanque de la 
máquina de prueba. 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 45
Pruebas de laboratorio 
En el momento del colapso del tubo de 9 5/8 a los 7,511 
psi, esta se impacto contra la de 7” con fuerza suficiente 
para deformarla. 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 46
Pruebas de laboratorio 
La deformación ocasionada por el colapso en el tubo de 
9 5/8”, impidió que se pudiera substraer el tubo de 7”. 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 47
Pruebas de laboratorio 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 48
ü El conjunto de resultados señalan que la calidad de las 
tuberías no es un factor que contribuya 
sistemáticamente al problema de los colapsos. 
ü Como lo han señalado otros autores, este fenómeno 
está más relacionado con: desgaste de tuberías, 
pandeo helicoidal, incrementos de presión exterior por 
temperatura, depresionamientos inadecuados, cargas 
geostáticas por flujo de formaciones plásticas y 
actividad tectónica. 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 49 
Conclusiones
ü Conviene enfatizar la importancia de seguir los 
procedimientos operativos adecuados clave de 
perforación a fin de minimizar los factores causales del 
colapso. 
ü La prueba con el arreglo de tuberías de 9 5/8" y 7" 
cementadas, indica que una buena cementación de 
tuberías permite incrementar su resistencia al colapso. 
Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M 
tuberías de revestimiento y producción. 
TenarisTamsa 50 
Conclusiones
Investigación del fenómeno del colapso en 
tuberías de revestimiento y producción 
16.06.09 
David Hernández Morales 
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Tuberias de Revestimiento y Produccion

  • 1. Investigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción 16.06.09 David Hernández Morales Servicios Técnicos Petroleros
  • 2. Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 2 Contenido ü Introducción ü Conceptos Generales ü Tipos de Colapso ü Factores Causales (casos de estudio) ü Pruebas de Laboratorio ü Conclusiones
  • 3. Los colapsos en tuberías de revestimiento y de producción pueden derivar en la pérdida de un pozo. Su estudio ha sido de gran interés para la industria petrolera. Actualmente se cuenta con tecnologías y sistemas que permiten identificar los factores causales más atribuibles a este fenómeno, con la finalidad de desarrollar medidas preventivas que ahorren importantes recursos económicos. Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 3 Introducción General
  • 4. Conceptos generales El colapso puede definirse como la: Fuerza mecánica capaz de deformar un tubo por el efecto resultante de las presiones externas. Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 4 Definición
  • 5. Conceptos generales El colapso es un fenómeno complejo y un gran número de factores y parámetros influyen en su efecto. La teoría clásica de la elasticidad nos permite determinar los principales esfuerzos radiales y tangenciales que actúan sobre la tubería. 2 2 2 2 2 2 Pr r - r + P r r - r i i o e o i r - 2 2 2 2 2 2 Pr i i r o + r - P e r o r i + r t r r - r Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 5 Esfuerzos ( ) ( ) 2 ( 2 2 ) r r o ri s = ( ) ( ) 2 ( 2 2 ) o i s = ro ri r Pi Pe sr st
  • 6. Conceptos generales Gráficas y ecuaciones 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 6 El API 5C3 presenta cuatro fórmulas las cuales permiten predecir el valor mínimo de resistencia al colapso del material, de acuerdo con el tipo de falla que puede ser: elástico, transición, plástico y de cedencia. 0 Colapso plástico promedio Inicio de los modos de colapso elástico-plástico Colapso elástico promedio Colapso elástico mínimo Relación diámetro/espesor Presión de colapso (1,000 psi) Colapso plástico mínimo Colapsos plástico y elástico mínimos Colapso de transición 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
  • 7. Conceptos generales úúúú 2 êêêê n2 2 êêêê úúúú êêêê úúúú s - 1 2 s êêêê úúúú Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 7 Colapso Elástico P E D t D t c = - æè ç öø ÷ æè ç öø ÷- é ë ê ù û ú é ë ù û 1 1 1 Colapso de Transición P F D t G c y = æè ç öø ÷ - é ë ù û s Colapso Plástico P A D t B C c y = æè ç öø ÷ - é ë ù û Colapso de Cedencia P D t D t c y = æè ç öø ÷ - æè ç öø ÷ é ë ù û 2
  • 8. Factores causales Es común atribuir el fenómeno del colapso a una supuesta calidad deficiente de las tuberías. Sin embargo, estudios señalan un conjunto de factores causales, tales como: üDesgaste de la tubería de revestimiento. üDesgaste por pandeo helicoidal. üIncremento de presión exterior por temperatura. üDepresionamientos inadecuados. üCargas geostáticas por formaciones plásticas y actividad tectónica. Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 8
  • 9. Factores causales Desgaste de la tubería de revestimiento Este factor está asociado a la rotación de las juntas de la sarta de perforación y a los viajes que se efectúan. La magnitud del desgaste en la tubería de revestimiento esta relacionada por: üMucho tiempo para perforar. üAltas severidades de la pata de perro. üProblemas de pegadura. Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 9
  • 10. Factores causales Desgaste de la tubería de revestimiento La reducción del espesor de la pared de la tubería resulta en una reducción de las propiedades mecánicas del tubo. Desgastes severos en tuberías de revestimiento han causado pérdidas de tiempo, operaciones fallidas y pérdida de pozos, en la cual existen muchos casos. Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 10
  • 11. Factores causales Desgaste. Ej: Pozo Zaap 7D Durante la perforación de la etapa de 14 ¾” se presentó una pegadura, trabajando sarta con tensión, torsión y vibración; generándose una alta fuerza lateral sobre el lado alto de la TR de 16”, precisamente donde se ubicaba una alta severidad. Fuerza Lateral 16” 2481 m Fuerza de Tensión 20” 1000 m Alta severidad Fuerza torsional 2871 m Pegadura 2625 m Fuerza de compresión Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 11
  • 12. Factores causales máximo colapso 1,300 psi resistencia nominal del tubo 1,480 psi Resultante de la presión ejercida sobre la TR de 16” (psi) profundidad (m) Anomalía 2065 y 2144 m TR - 16” Bache 1.00 gr/cc Sep.145 gr/cc 2207 m 2384 m Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 12 Lodo 1.25 gr/cc cemento 1991 m 2144 m 2481 m - PD 2429 m - PV 2868 m - PD agujero 14 3/4” 2758 m - PV Evaluación del desgaste del orden del 4%, lo que generó una reducción en su resistencia al colapso de 1,480 psi a 1,300 psi Desgaste de la TR
  • 13. Factores causales Anomalía a 921 m carga axial (toneladas) profundidad (m) Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 13 TR de 11 3/4” B.L. de 9 5/8” 0 5 10 15 Tensión Compresión Retenedor de cemento Molió 2.40 m en 97:30 horas con lodo de 1.80 gr/cc, posteriormente cambio a bajo balance
  • 14. Factores causales Desgaste de la tubería de revestimiento Otros casos de desgaste son: Muspac 51, Cantarell 4D (México), CR-13 (Venezuela), entre otros. Por lo que es conveniente tomar en consideración el factor desgaste en el diseño de las tuberías de revestimiento, cuando se tenga indicios de esta posibilidad. Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 14
  • 15. Factores causales Desgaste por pandeo helicoidal Cuando las tuberías de revestimiento no son cementadas hasta la superficie, debe tomarse en cuenta la tensión requerida para asentarla adecuadamente en las cuñas del cabezal. El valor de esta tensión está relacionado con las propiedades mecánicas de la tubería, de los cambios en la densidad y de temperatura de la siguiente etapa de perforación. Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 15
  • 16. Factores causales Desgaste por pandeo helicoidal En la operación de anclaje deben conocerse el valor de la cima de cemento, determinar la tensión adicional y elongación, en función de los factores que provocan el pandeo helicoidal, los cuales son: üCambio en densidad de fluido interno-externo. üCambio de presiones en la TR interno-externo. üCambio de temperatura. Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 16
  • 17. Factores causales Desgaste por pandeo helicoidal ( ) ( )( ) n ( e e i i ) ( )( e e i i) ( e c e) X = W L - A g - A g L + 1 - 2 v A D P - A D P - E As D t + Fs d d l - - - - D - D - - n e c i i e es i is W A g A g v A A A d d d d d d Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 17 1 X = Altura del cemento (pies) L = Profundidad del pozo (pies) Wu = Peso Unitario de la tubería (lb/pie) Ae = Área exterior de la tubería (pg2) Ai = Área interior de la tubería (pg2) As = Área del acero de la tubería (pg2) = Ae-Ai dc = Gradiente del fluido por exterior de la tubería (psi/pie). (Cemento de alta densidad + cemento de baja densidad) di = Gradiente del fluido por el interior de la tubería (psi/pie) n = Relación de poisson = 0.3 (adimensional) E = Módulo de elasticidad (psi). Para el acero E = 30X106 psi e = Elongación de la tubería (pg) l = Coeficiente de expansión termica del acero 6.9X10-6 (pg/pg-°F) DT = Varaciación de la temperatura desde la cima del cemento a la superficie (°F) DPes = Cambio de la presión superficial en el exterior (psi) DPis = Cambio de la presión superficial en el interior (psi) Fs = Fuerza de tensión durante el anclaje de la tubería para evitar el pandeo (lb-f) Dde = Cambio del gradiente de la densidad en la próxima etapa por fuera de la tubería (psi/pie) Adi = Cambio del gradiente de la densidad en la próxima etapa por entro de la tubería (psi/pie)
  • 18. Factores causales Desgaste por pandeo helicoidal Tensión del 80% del peso TR libre Cima de cemento 13 3/8” 3000 m 4800 m 9 5/8” Para evitar problemas por pandeo helicoidal, una recomendación práctica es tensionar el 80% del peso de la tubería que se encuentre libre, es decir de la cima de cemento hacía la superficie. Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 18
  • 19. Factores causales Incremento de presión externa por temperatura Cuando la cementación de la tubería de revestimiento no alcanza la superficie, el fluido de perforación que permanece en la parte exterior, por el paso del tiempo sufre una degradación física de sus fases, separando sólidos de líquidos. 30” 50 m Vapor Aceite 20” 1000 m Agua 13 3/8” 3100 m Sólidos Cemento 9 5/8” 5300 m 7” 5500 m 5” 5700 m Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 19
  • 20. Factores causales Incremento de presión externa por temperatura El agua, puede ser sometida a una temperatura que pueda alcanzar valores por arriba de su punto de ebullición, de tal manera que comienza a evaporarse, lo que puede generar un incremento en la presión por el espacio anular, si esta no es desfogada. 30” 50 m Vapor Aceite 20” 1000 m Agua 13 3/8” 3100 m Sólidos Cemento 9 5/8” 5300 m 7” 5500 m 5” 5700 m Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 20
  • 21. Factores causales Incremento de presión externa por temperatura Cuando el pozo está fluyendo, los hidrocarburos ascienden a la temperatura del yacimiento, la cual se puede presentarse una transferencia de calor a través de la tubería de producción hacia el fluido empacante, el cual, en algunas ocasiones puede alcanzar su punto de ebullición generando vapor. 30” 50 m Vapor 20” 1000 m 13 3/8” 3100 m Fluido empacante 9 5/8” 5300 m 7” 5500 m 5” 5700 m Temperatura del yacimiento Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 21
  • 22. Factores causales Incremento de presión externa por temperatura Ahora bien un incremento de presión en el espacio anular, puede alcanzar valores elevados que causando el colapsamiento de la tubería. 30” 50 m Vapor 20” 1000 m 13 3/8” 3100 m Fluido empacante 9 5/8” 5300 m 7” 5500 m 5” 5700 m Temperatura del yacimiento Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 22
  • 23. Factores causales Incremento de presión externa por temperatura. Ejemplo Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 23
  • 24. Factores causales Depresionamientos inadecuados Este fenómeno se presenta en las inducciones de pozo, cuando el espacio anular se encuentra con fluido empacante y por el interior de la tubería se maneja un gas a presión. El fenómeno se vuele crítico especialmente cuando no se manifiestan los hidrocarburos o agua salada, quedando la tubería completamente vacía y sometida a una máxima carga por el exterior (efecto succión). Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 24
  • 25. Factores causales Depresionamientos inadecuados Esto se conjuga con los depresionamientos inadecuados, que generan los denominados “golpes de ariete”, incrementando la fuerza exterior y por ende, el colapso. Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 25
  • 26. Factores causales Depresionamientos inadecuados Un ejemplo fue en el pozo Gabanudo 1 que durante el manejo de presiones en superficie, el espacio anular fue abierto inadecuadamente, causando un golpe de ariete, el cual fue trasmitido hasta el empacador y al último tramo de tubería de producción, sobrepasando la resistencia nominal de 12,080 psi, provocando así su colapso. 30” 50 m 20” 1005 m 13 3/8” 1953 m Golpe de ariete B.L. 4977 m 9 7/8” 5180 m 7” 5780 m Intervalo 5935 -5915 m 5” 6390 m Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 26
  • 27. Factores causales Depresionamientos inadecuados Un golpe de ariete se genera cuando se abre y se cierra el estrangulador sin tener un control. Se debe de considerar un tiempo de 3 segundos por cada 1000 m de profundidad para esperar la reacción de la presión en el manómetro. 30” 50 m 20” 1005 m 13 3/8” 1953 m Golpe de ariete B.L. 4977 m 9 7/8” 5180 m 7” 5780 m Intervalo 5935 -5915 m 5” 6390 m Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 27
  • 28. Factores causales Cargas geostáticas por flujo de formaciones pláticas y actividad tectónica Durante la perforación se atraviesan formaciones tales como lutitas, domos arcillosos y salinos, etc., cuyos comportamientos químico-mecánicos son francamente plásticos (donde el material se extruye y fluye hacia el pozo), y ocasionan que la carga geostática se transmita radialmente hacia el pozo, lo cual puede propiciar el colapso de la tubería de revestimiento. Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 28
  • 29. Factores causales Cargas geostáticas por flujo de formaciones pláticas y actividad tectónica Al estar perforando la última etapa de perforación con barrena de 5 7/8” y fluido de perforación de 1.75 gr/cc, se presentó la influencia de una carga geostática de sal en el intervalo de 5,301-5,419 m. Este intervalo había sido cubierto anteriormente con una tubería de revestimiento de 7". 30” 30 m 20” 1005 m B.L. 9 5/8” 2832 m 13 3/8” 2996 m Sal 4302 - 4590 m 9 5/8” 5248 m Sal 5301 - 5419 m 7” 5548 m Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 29
  • 30. Factores causales Cargas geostáticas por flujo de formaciones pláticas y actividad tectónica Sin embargo, la sal generaba una deformación sobre la tubería, tratando de colapsarla. 30” 30 m 20” 1005 m B.L. 9 5/8” 2832 m 13 3/8” 2996 m Sal 4302 - 4590 m 9 5/8” 5248 m Sal 5301 - 5419 m 7” 5548 m Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 30
  • 31. Factores causales 30” 30 m Cargas geostáticas por flujo de formaciones pláticas y actividad tectónica El efecto fue cuantificado en cerca de 30,000 psi al colapso. Para evitar esta deformación fue necesario incrementar la densidad del fluido hasta 2.03 gr/cc e introducir una tubería de revestimiento de contingencia de 5”. 20” 1005 m B.L. 9 5/8” 2832 m 13 3/8” 2996 m Sal 4302 - 4590 m 9 5/8” 5248 m Sal 5301 - 5419 m 7” 5548 m 5” 5694 m Agujero 4 1/8” 5762 m Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 31
  • 32. Factores causales 30” 30 m Cargas geostáticas por flujo de formaciones pláticas y actividad tectónica La zona de influencia de la sal ahora quedo cubierta por dos tuberías de revestimiento una de 7” y de 5”, terminando finalmente el pozo con agujero reducido de 4 1/8”. 20” 1005 m B.L. 9 5/8” 2832 m 13 3/8” 2996 m Sal 4302 - 4590 m 9 5/8” 5248 m Sal 5301 - 5419 m 7” 5548 m 5” 5694 m Agujero 4 1/8” 5762 m Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 32
  • 33. Factores causales Cargas geostáticas por flujo de formaciones pláticas y actividad tectónica 30” 147.50 m 20” 551 m 13 3/8” 1788 m 2960 m SAL B.L. 7 - 2845 m B.L. 5” - 3492 m 7” a 3936 m 3655 m 9 5/8”-9 7/8” 3956 m 5” 4260 m Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 33
  • 34. Factores causales – Mal Diseño BL 7 5/8” – 4000 m Resistencia de la tubería 7 5/8” TAC-140 39 lb/pie = 15,250 psi 905 m Intersección 5077 m. Extender el liner de 5 ½” Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 34 30” 50 m 20” 13 3/8” 9 7/8” 4212 m 7 5/8” 5759 m 5 ½” 5961 m 5,000 10,000 15,000 20,000 Presión (psi) Profundidad (m) Carga = 15,374 psi Diseño = 17,296 psi (factor = 1.125) 2404 m Anomalía BL 5 ½” – a 5535 m 5697 m
  • 35. Factores causales – Mal Diseño Resistencia al colapso 9 5/8” TRC-95 = 7,340 psi 20” 13 3/8” 9 5/8” Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 35 Profundid ad 5,000 10,000 15,000 d = 2.02 gr/cm3 13,770 psi Resultante Resistencia al colapso 9 5/8” P-110 = 7,950 psi 4,801 m 5,295 m 5,874 m Intercepción de la carga con la capacidad mecánica de la tubería se ubicó por cálculo a 2,800 m. 1,005 m 2,987 m B.L.5046 m 7” 5” 2957 m 1,800 m Nota: Resistencia del la tubería 7” TAC-140 de 35 lb/pie - 17,380 psi
  • 36. Factores causales – Mal Diseño Resistencia al colapso de la tubería 11 ¾” TRC-95 60 lb/pie = 3,440 psi Resistencia al colapso de la tubería 11 ¾” P-110 60 lb/pie = 3,610 psi 6,600 psi Carga y Resultante 2,000 4,000 6,000 Presión (psi) 16” 530 m 13 3/8” 916 m 3275 m Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 36 B.L. de 9 5/8” d = 1.42 gr/cc B.L. 9 5/8” 11 ¾” 3920 m 9 5/8” 3070 m TXC 1800 m La intercepción de la carga con la capacidad mecánica de la tubería se ubicó por cálculo a 1,800 m.
  • 37. Pruebas de laboratorio En el centro de Investigación de la Compañía Tenaris Tamsa, se cuenta con dos simuladores para pruebas de colapso en tiempo real. Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 37 Descripción del equipo
  • 38. Pruebas de laboratorio La muestra es colocada dentro de la cámara. Se incrementa la presión por el exterior con agua hasta alcanzar el colapso. Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 38 Descripción del equipo
  • 39. Pruebas de laboratorio 12000 10000 8000 6000 4000 2000 16000 14000 10000 8000 6000 4000 2000 Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 39 1a. PRUEBA TR 9 5/8” TAC-110, 53.5 lb/pie Presión de colapso real: 11,779 psi Presión de colapso de fábrica: 10,520 psi 2a. PRUEBA TR 9 5/8” TAC-140, 53.5 lb/pie Presión de colapso real: 11,910 psi Presión de colapso de fábrica: 11,700 psi 0 20 40 60 80 100 120 Tiempo de prueba (seg) 0 P r e s i ó n (psi) 0 10 20 30 40 50 Tiempo de prueba (seg) 0 P r e s i ó n (psi) 12000
  • 40. Pruebas de laboratorio 4a. PRUEBA TR 7” TAC-140, 38 lb/pie Presión de colapso real: 21,997 psi Presión de colapso de fábrica: 19,640 psi Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 40 3a. PRUEBA TR 7” TAC 110, 35 lb/pie Presión de colapso real: 15,285 psi Presión de colapso de fábrica: 15,230 psi
  • 41. Pruebas de laboratorio 5a. PRUEBA Paquete de TR 7” TAC-110, 35 lb/pie dentro de TR 9 5/8” TAC-110, 53.5 lb/pie, bien cementado. Se alcanzó una presión de 18,604 psi, sin colapsarse. 0 50 100 150 200 250 300 Tiempo de prueba (seg) 20000 18000 16000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 41 0 Presión (psi) 350 400 450 500 14000
  • 42. Pruebas de laboratorio Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 42 6a. PRUEBA TR 9 5/8” L-80, 47 lb/pie Presión de colapso real: 7,653 psi Presión de colapso de fábrica: 4,760 psi 7a. PRUEBA TR 7” L-80, 32 lb/pie Presión de colapso real: 4,858 psi Presión de colapso de fábrica: 3,830 psi
  • 43. Pruebas de laboratorio La octava prueba consistió en acoplar el tubo de 7” dentro del de 9 5/8” mediante calzas de madera, simulando la ausencia de cemento entre ambas tuberías. Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 43
  • 44. Pruebas de laboratorio Una vez realizado el acoplamiento, se procedió a instalar el paquete dentro del tanque de la máquina de prueba. Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 44
  • 45. Pruebas de laboratorio Se ajustaron las calzas que separan ambos tubos, una vez que el conjunto quedó instalado en el tanque de la máquina de prueba. Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 45
  • 46. Pruebas de laboratorio En el momento del colapso del tubo de 9 5/8 a los 7,511 psi, esta se impacto contra la de 7” con fuerza suficiente para deformarla. Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 46
  • 47. Pruebas de laboratorio La deformación ocasionada por el colapso en el tubo de 9 5/8”, impidió que se pudiera substraer el tubo de 7”. Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 47
  • 48. Pruebas de laboratorio Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 48
  • 49. ü El conjunto de resultados señalan que la calidad de las tuberías no es un factor que contribuya sistemáticamente al problema de los colapsos. ü Como lo han señalado otros autores, este fenómeno está más relacionado con: desgaste de tuberías, pandeo helicoidal, incrementos de presión exterior por temperatura, depresionamientos inadecuados, cargas geostáticas por flujo de formaciones plásticas y actividad tectónica. Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 49 Conclusiones
  • 50. ü Conviene enfatizar la importancia de seguir los procedimientos operativos adecuados clave de perforación a fin de minimizar los factores causales del colapso. ü La prueba con el arreglo de tuberías de 9 5/8" y 7" cementadas, indica que una buena cementación de tuberías permite incrementar su resistencia al colapso. Investigación del fenómeno del colapso en David Hernández M tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 50 Conclusiones
  • 51. Investigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción 16.06.09 David Hernández Morales Servicios Técnicos Petroleros