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16.06.09
Investigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción
David Hernández Morales
Servicios Técnicos Petroleros
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
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
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 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.
Introducción
General
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 4
El colapso puede definirse como la:
Fuerza mecánica capaz de
deformar un tubo por el efecto
resultante de las presiones
externas.
Conceptos generales
Definición
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 5
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.
Conceptos generales
Esfuerzos
( ) ( )
( )222
222222
irrr
rrrPrrrP
o
ioeoii
r
−
−+−
=σ
( ) ( )
( )222
222222
io
ioeoii
t
rrr
rrrPrrrP
−
+−+
=σ
ro
ri
r
Pi Pe
σr
σt
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
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.
Conceptos generales
Gráficas y ecuaciones
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Colapso plástico promedio
Inicio de los modos de
colapso elástico-plástico
Colapso elástico promedio
Colapso elástico mínimo
Relación diámetro/espesor
Presióndecolapso(1,000psi)
Colapso
plástico
mínimo
Colapsos
plástico y
elástico mínimos
Colapso de transición
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 7
Conceptos generales
Colapso Elástico
P
E
D
t
D
t
c =
− 










 −


















2
1
1
1
2 2
ν
Colapso de Transición
P
F
D
t
Gc y=






−












σ
Colapso Plástico
P
A
D
t
B Cc y=






−












−σ
Colapso de Cedencia
P
D
t
D
t
c y=





 −


















2
1
2σ
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 8
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.
Factores causales
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 9
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.
Factores causales
Desgaste de la tubería de revestimiento
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 10
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.
Factores causales
Desgaste de la tubería de revestimiento
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 11
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.
Factores causales
Desgaste. Ej: Pozo Zaap 7D
16” 2481 m
20” 1000 m
Alta severidad
2871 m
Pegadura
2625 m
Fuerza de Tensión
Fuerza
Lateral
Fuerza de
compresión
Fuerza torsional
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 12
Factores causales
Resultante de la presión ejercida sobre la TR de 16” (psi)
p
r
o
f
u
n
d
i
d
a
d
(m)
máximo colapso 1,300 psi
resistencianominaldeltubo1,480psi
Anomalía
2065 y 2144 m
Lodo 1.25 gr/cc
cemento
1991 m
2144 m
2481 m - PD
2429 m - PV
2868 m - PD
2758 m - PVagujero 14 3/4”
TR - 16”
Bache 1.00 gr/cc
2207 m
Sep.145 gr/cc
2384 m
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
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 13
Factores causales
carga axial (toneladas)
p
r
o
f
u
n
d
i
d
a
d
(m)
TR de 11 3/4”
B.L. de 9 5/8”
5 10 150
Anomalía a 921 m
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
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 14
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.
Factores causales
Desgaste de la tubería de revestimiento
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 15
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.
Factores causales
Desgaste por pandeo helicoidal
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 16
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.
Factores causales
Desgaste por pandeo helicoidal
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 17
Factores causales
Desgaste por pandeo helicoidal
( ) ( )( )
( ) ( )( ) ( )eceiieeiieen
isieseiicen
AAAvgAgAW
FstAsEPAPAvLgAgALW
X
δδδδδδ
λδδ
−−∆−∆−−−−
+∆−∆−∆−+−−
=
1
21
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
δc = Gradiente del fluido por exterior de la tubería (psi/pie). (Cemento de alta densidad + cemento de baja densidad)
δi = Gradiente del fluido por el interior de la tubería (psi/pie)
ν = Relación de poisson = 0.3 (adimensional)
E = Módulo de elasticidad (psi). Para el acero E = 30X106 psi
e = Elongación de la tubería (pg)
λ = Coeficiente de expansión termica del acero 6.9X10-6 (pg/pg-°F)
∆T = Varaciación de la temperatura desde la cima del cemento a la superficie (°F)
∆Pes = Cambio de la presión superficial en el exterior (psi)
∆Pis = 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)
∆δe = Cambio del gradiente de la densidad en la próxima etapa por fuera de la tubería (psi/pie)
Αδi = Cambio del gradiente de la densidad en la próxima etapa por entro de la tubería (psi/pie)
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 18
Factores causales
Desgaste por pandeo helicoidal
13 3/8” 3000 m
Tensión del 80% del peso TR libre
4800 m
Cima de
cemento
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.
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 19
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.
Incremento de presión externa por
temperatura
20” 1000 m
13 3/8” 3100 m
30” 50 m
9 5/8” 5300 m
5” 5700 m
7” 5500 m
Vapor
Aceite
Agua
Sólidos
Cemento
Factores causales
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 20
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.
Incremento de presión externa por
temperatura
20” 1000 m
13 3/8” 3100 m
30” 50 m
9 5/8” 5300 m
5” 5700 m
7” 5500 m
Vapor
Aceite
Agua
Sólidos
Cemento
Factores causales
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 21
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.
Incremento de presión externa por
temperatura
20” 1000 m
13 3/8” 3100 m
30” 50 m
9 5/8” 5300 m
5” 5700 m
7” 5500 m
Fluido
empacante
Temperatura del yacimiento
Vapor
Factores causales
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 22
Ahora bien un incremento de
presión en el espacio anular, puede
alcanzar valores elevados que
causando el colapsamiento de la
tubería.
Factores causales
Incremento de presión externa por
temperatura
20” 1000 m
13 3/8” 3100 m
30” 50 m
9 5/8” 5300 m
5” 5700 m
7” 5500 m
Fluido
empacante
Temperatura del yacimiento
Vapor
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 23
Factores causales
Incremento de presión externa por temperatura. Ejemplo
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 24
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).
Factores causales
Depresionamientos inadecuados
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 25
Esto se conjuga con los depresionamientos inadecuados,
que generan los denominados “golpes de ariete”,
incrementando la fuerza exterior y por ende, el colapso.
Factores causales
Depresionamientos inadecuados
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 26
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.
Factores causales
Depresionamientos inadecuados
20” 1005 m
13 3/8” 1953 m
30” 50 m
9 7/8” 5180 m
5” 6390 m
7” 5780 m
Golpe de
ariete
B.L. 4977 m
Intervalo
5935 -5915 m
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 27
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.
Factores causales
Depresionamientos inadecuados
20” 1005 m
13 3/8” 1953 m
30” 50 m
9 7/8” 5180 m
5” 6390 m
7” 5780 m
Golpe de
ariete
B.L. 4977 m
Intervalo
5935 -5915 m
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 28
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.
Factores causales
Cargas geostáticas por flujo de formaciones pláticas y
actividad tectónica
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 29
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".
Factores causales
Cargas geostáticas por flujo de
formaciones pláticas y actividad tectónica
20” 1005 m
13 3/8” 2996 m
30” 30 m
9 5/8” 5248 m
7” 5548 m
B.L. 9 5/8” 2832 m
Sal 4302 - 4590 m
Sal 5301 - 5419 m
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 30
Sin embargo, la sal generaba una
deformación sobre la tubería,
tratando de colapsarla.
Factores causales
Cargas geostáticas por flujo de
formaciones pláticas y actividad tectónica
20” 1005 m
13 3/8” 2996 m
30” 30 m
9 5/8” 5248 m
7” 5548 m
B.L. 9 5/8” 2832 m
Sal 4302 - 4590 m
Sal 5301 - 5419 m
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 31
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”.
Factores causales
Cargas geostáticas por flujo de
formaciones pláticas y actividad tectónica
20” 1005 m
13 3/8” 2996 m
30” 30 m
9 5/8” 5248 m
5” 5694 m
Agujero 4 1/8” 5762 m
7” 5548 m
B.L. 9 5/8” 2832 m
Sal 4302 - 4590 m
Sal 5301 - 5419 m
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 32
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”.
Factores causales
Cargas geostáticas por flujo de
formaciones pláticas y actividad tectónica
20” 1005 m
13 3/8” 2996 m
30” 30 m
9 5/8” 5248 m
5” 5694 m
Agujero 4 1/8” 5762 m
7” 5548 m
B.L. 9 5/8” 2832 m
Sal 4302 - 4590 m
Sal 5301 - 5419 m
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 33
Factores causales
Cargas geostáticas por flujo de
formaciones pláticas y actividad tectónica
20” 551 m
13 3/8” 1788 m
30” 147.50 m
SAL
9 5/8”-9 7/8” 3956 m
B.L. 7 - 2845 m
7” a 3936 m
2960 m
3655 m
4260 m5”
B.L. 5” - 3492 m
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 34
Factores causales – Mal Diseño
30” 50 m
20”
13 3/8”
9 7/8” 4212 m
7 5/8” 5759 m
BL 7 5/8” – 4000 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)
Resistencia de la tubería 7 5/8”
TAC-140 39 lb/pie = 15,250 psi
2404 m
905 m
Anomalía
a 5535 m
BL 5 ½” –
5697 m
Intersección 5077 m. Extender el liner de 5 ½”
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 35
Factores causales – Mal Diseño
Profundid
ad
5,000 10,000 15,000
δ = 2.02 gr/cm3
13,770 psi
Resultante
Resistencia al colapso 9 5/8”
P-110 = 7,950 psi
Resistencia al colapso 9 5/8”
TRC-95 = 7,340 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
20”
13 3/8”
9 5/8”
7”
5”
2957 m
1,800 m
Nota: Resistencia del la tubería 7” TAC-140 de 35 lb/pie - 17,380 psi
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 36
Factores causales – Mal Diseño
6,600 psi
Carga y Resultante
Presión (psi)
2,000 4,000 6,000
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
B.L. de 9 5/8”
d=1.42gr/cc
B.L. 9 5/8”
11 ¾”
3920 m
3275 m
9 5/8”
3070 m
13 3/8” 916 m
16” 530 m
TXC 1800 m
La intercepción de la carga con la
capacidad mecánica de la tubería se
ubicó por cálculo a 1,800 m.
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 37
En el centro de Investigación de la Compañía Tenaris
Tamsa, se cuenta con dos simuladores para pruebas de
colapso en tiempo real.
Pruebas de laboratorio
Descripción del equipo
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 38
La muestra es colocada dentro de la cámara. Se
incrementa la presión por el exterior con agua hasta
alcanzar el colapso.
Pruebas de laboratorio
Descripción del equipo
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 39
Pruebas de laboratorio
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
2000
4000
6000
8000
10000
12000
P
r
e
s
i
ó
n
(psi)
0 10 20 30 40 50
Tiempo de prueba (seg)
0
2000
4000
6000
8000
10000
16000
P
r
e
s
i
ó
n
(psi)
12000
14000
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 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
3a. PRUEBA
TR 7” TAC 110, 35 lb/pie
Presión de colapso real: 15,285 psi
Presión de colapso de fábrica: 15,230 psi
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 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)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
Presión (psi)
350 400 450 500
14000
16000
18000
20000
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 42
Pruebas de laboratorio
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
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 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.
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 44
Pruebas de laboratorio
Una vez realizado el
acoplamiento, se procedió
a instalar el paquete dentro
del tanque de la máquina
de prueba.
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 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.
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 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.
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 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”.
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 48
Pruebas de laboratorio
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 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.
Conclusiones
David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción.
TenarisTamsa 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.
Conclusiones
16.06.09
Investigación del fenómeno del colapso en
tuberías de revestimiento y producción
David Hernández Morales
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Tuberias de revestimiento y produccion

  • 1. 16.06.09 Investigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción David Hernández Morales Servicios Técnicos Petroleros
  • 2. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en 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. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 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. Introducción General
  • 4. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 4 El colapso puede definirse como la: Fuerza mecánica capaz de deformar un tubo por el efecto resultante de las presiones externas. Conceptos generales Definición
  • 5. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 5 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. Conceptos generales Esfuerzos ( ) ( ) ( )222 222222 irrr rrrPrrrP o ioeoii r − −+− =σ ( ) ( ) ( )222 222222 io ioeoii t rrr rrrPrrrP − +−+ =σ ro ri r Pi Pe σr σt
  • 6. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en 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. Conceptos generales Gráficas y ecuaciones 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Colapso plástico promedio Inicio de los modos de colapso elástico-plástico Colapso elástico promedio Colapso elástico mínimo Relación diámetro/espesor Presióndecolapso(1,000psi) Colapso plástico mínimo Colapsos plástico y elástico mínimos Colapso de transición 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
  • 7. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 7 Conceptos generales Colapso Elástico P E D t D t c = −             −                   2 1 1 1 2 2 ν Colapso de Transición P F D t Gc y=       −             σ Colapso Plástico P A D t B Cc y=       −             −σ Colapso de Cedencia P D t D t c y=       −                   2 1 2σ
  • 8. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 8 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. Factores causales
  • 9. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 9 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. Factores causales Desgaste de la tubería de revestimiento
  • 10. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 10 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. Factores causales Desgaste de la tubería de revestimiento
  • 11. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 11 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. Factores causales Desgaste. Ej: Pozo Zaap 7D 16” 2481 m 20” 1000 m Alta severidad 2871 m Pegadura 2625 m Fuerza de Tensión Fuerza Lateral Fuerza de compresión Fuerza torsional
  • 12. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 12 Factores causales Resultante de la presión ejercida sobre la TR de 16” (psi) p r o f u n d i d a d (m) máximo colapso 1,300 psi resistencianominaldeltubo1,480psi Anomalía 2065 y 2144 m Lodo 1.25 gr/cc cemento 1991 m 2144 m 2481 m - PD 2429 m - PV 2868 m - PD 2758 m - PVagujero 14 3/4” TR - 16” Bache 1.00 gr/cc 2207 m Sep.145 gr/cc 2384 m 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. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 13 Factores causales carga axial (toneladas) p r o f u n d i d a d (m) TR de 11 3/4” B.L. de 9 5/8” 5 10 150 Anomalía a 921 m 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. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 14 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. Factores causales Desgaste de la tubería de revestimiento
  • 15. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 15 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. Factores causales Desgaste por pandeo helicoidal
  • 16. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 16 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. Factores causales Desgaste por pandeo helicoidal
  • 17. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 17 Factores causales Desgaste por pandeo helicoidal ( ) ( )( ) ( ) ( )( ) ( )eceiieeiieen isieseiicen AAAvgAgAW FstAsEPAPAvLgAgALW X δδδδδδ λδδ −−∆−∆−−−− +∆−∆−∆−+−− = 1 21 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 δc = Gradiente del fluido por exterior de la tubería (psi/pie). (Cemento de alta densidad + cemento de baja densidad) δi = Gradiente del fluido por el interior de la tubería (psi/pie) ν = Relación de poisson = 0.3 (adimensional) E = Módulo de elasticidad (psi). Para el acero E = 30X106 psi e = Elongación de la tubería (pg) λ = Coeficiente de expansión termica del acero 6.9X10-6 (pg/pg-°F) ∆T = Varaciación de la temperatura desde la cima del cemento a la superficie (°F) ∆Pes = Cambio de la presión superficial en el exterior (psi) ∆Pis = 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) ∆δe = Cambio del gradiente de la densidad en la próxima etapa por fuera de la tubería (psi/pie) Αδi = Cambio del gradiente de la densidad en la próxima etapa por entro de la tubería (psi/pie)
  • 18. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 18 Factores causales Desgaste por pandeo helicoidal 13 3/8” 3000 m Tensión del 80% del peso TR libre 4800 m Cima de cemento 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.
  • 19. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 19 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. Incremento de presión externa por temperatura 20” 1000 m 13 3/8” 3100 m 30” 50 m 9 5/8” 5300 m 5” 5700 m 7” 5500 m Vapor Aceite Agua Sólidos Cemento Factores causales
  • 20. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 20 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. Incremento de presión externa por temperatura 20” 1000 m 13 3/8” 3100 m 30” 50 m 9 5/8” 5300 m 5” 5700 m 7” 5500 m Vapor Aceite Agua Sólidos Cemento Factores causales
  • 21. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 21 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. Incremento de presión externa por temperatura 20” 1000 m 13 3/8” 3100 m 30” 50 m 9 5/8” 5300 m 5” 5700 m 7” 5500 m Fluido empacante Temperatura del yacimiento Vapor Factores causales
  • 22. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 22 Ahora bien un incremento de presión en el espacio anular, puede alcanzar valores elevados que causando el colapsamiento de la tubería. Factores causales Incremento de presión externa por temperatura 20” 1000 m 13 3/8” 3100 m 30” 50 m 9 5/8” 5300 m 5” 5700 m 7” 5500 m Fluido empacante Temperatura del yacimiento Vapor
  • 23. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 23 Factores causales Incremento de presión externa por temperatura. Ejemplo
  • 24. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 24 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). Factores causales Depresionamientos inadecuados
  • 25. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 25 Esto se conjuga con los depresionamientos inadecuados, que generan los denominados “golpes de ariete”, incrementando la fuerza exterior y por ende, el colapso. Factores causales Depresionamientos inadecuados
  • 26. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 26 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. Factores causales Depresionamientos inadecuados 20” 1005 m 13 3/8” 1953 m 30” 50 m 9 7/8” 5180 m 5” 6390 m 7” 5780 m Golpe de ariete B.L. 4977 m Intervalo 5935 -5915 m
  • 27. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 27 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. Factores causales Depresionamientos inadecuados 20” 1005 m 13 3/8” 1953 m 30” 50 m 9 7/8” 5180 m 5” 6390 m 7” 5780 m Golpe de ariete B.L. 4977 m Intervalo 5935 -5915 m
  • 28. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 28 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. Factores causales Cargas geostáticas por flujo de formaciones pláticas y actividad tectónica
  • 29. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 29 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". Factores causales Cargas geostáticas por flujo de formaciones pláticas y actividad tectónica 20” 1005 m 13 3/8” 2996 m 30” 30 m 9 5/8” 5248 m 7” 5548 m B.L. 9 5/8” 2832 m Sal 4302 - 4590 m Sal 5301 - 5419 m
  • 30. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 30 Sin embargo, la sal generaba una deformación sobre la tubería, tratando de colapsarla. Factores causales Cargas geostáticas por flujo de formaciones pláticas y actividad tectónica 20” 1005 m 13 3/8” 2996 m 30” 30 m 9 5/8” 5248 m 7” 5548 m B.L. 9 5/8” 2832 m Sal 4302 - 4590 m Sal 5301 - 5419 m
  • 31. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 31 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”. Factores causales Cargas geostáticas por flujo de formaciones pláticas y actividad tectónica 20” 1005 m 13 3/8” 2996 m 30” 30 m 9 5/8” 5248 m 5” 5694 m Agujero 4 1/8” 5762 m 7” 5548 m B.L. 9 5/8” 2832 m Sal 4302 - 4590 m Sal 5301 - 5419 m
  • 32. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 32 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”. Factores causales Cargas geostáticas por flujo de formaciones pláticas y actividad tectónica 20” 1005 m 13 3/8” 2996 m 30” 30 m 9 5/8” 5248 m 5” 5694 m Agujero 4 1/8” 5762 m 7” 5548 m B.L. 9 5/8” 2832 m Sal 4302 - 4590 m Sal 5301 - 5419 m
  • 33. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 33 Factores causales Cargas geostáticas por flujo de formaciones pláticas y actividad tectónica 20” 551 m 13 3/8” 1788 m 30” 147.50 m SAL 9 5/8”-9 7/8” 3956 m B.L. 7 - 2845 m 7” a 3936 m 2960 m 3655 m 4260 m5” B.L. 5” - 3492 m
  • 34. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 34 Factores causales – Mal Diseño 30” 50 m 20” 13 3/8” 9 7/8” 4212 m 7 5/8” 5759 m BL 7 5/8” – 4000 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) Resistencia de la tubería 7 5/8” TAC-140 39 lb/pie = 15,250 psi 2404 m 905 m Anomalía a 5535 m BL 5 ½” – 5697 m Intersección 5077 m. Extender el liner de 5 ½”
  • 35. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 35 Factores causales – Mal Diseño Profundid ad 5,000 10,000 15,000 δ = 2.02 gr/cm3 13,770 psi Resultante Resistencia al colapso 9 5/8” P-110 = 7,950 psi Resistencia al colapso 9 5/8” TRC-95 = 7,340 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 20” 13 3/8” 9 5/8” 7” 5” 2957 m 1,800 m Nota: Resistencia del la tubería 7” TAC-140 de 35 lb/pie - 17,380 psi
  • 36. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 36 Factores causales – Mal Diseño 6,600 psi Carga y Resultante Presión (psi) 2,000 4,000 6,000 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 B.L. de 9 5/8” d=1.42gr/cc B.L. 9 5/8” 11 ¾” 3920 m 3275 m 9 5/8” 3070 m 13 3/8” 916 m 16” 530 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. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 37 En el centro de Investigación de la Compañía Tenaris Tamsa, se cuenta con dos simuladores para pruebas de colapso en tiempo real. Pruebas de laboratorio Descripción del equipo
  • 38. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 38 La muestra es colocada dentro de la cámara. Se incrementa la presión por el exterior con agua hasta alcanzar el colapso. Pruebas de laboratorio Descripción del equipo
  • 39. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 39 Pruebas de laboratorio 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 2000 4000 6000 8000 10000 12000 P r e s i ó n (psi) 0 10 20 30 40 50 Tiempo de prueba (seg) 0 2000 4000 6000 8000 10000 16000 P r e s i ó n (psi) 12000 14000
  • 40. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 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 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. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 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) 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 Presión (psi) 350 400 450 500 14000 16000 18000 20000
  • 42. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 42 Pruebas de laboratorio 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. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 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.
  • 44. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 44 Pruebas de laboratorio Una vez realizado el acoplamiento, se procedió a instalar el paquete dentro del tanque de la máquina de prueba.
  • 45. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 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.
  • 46. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 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.
  • 47. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 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”.
  • 48. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 48 Pruebas de laboratorio
  • 49. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 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. Conclusiones
  • 50. David Hernández MInvestigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción. TenarisTamsa 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. Conclusiones
  • 51. 16.06.09 Investigación del fenómeno del colapso en tuberías de revestimiento y producción David Hernández Morales Servicios Técnicos Petroleros