La velocidad anular (AV) es la velocidad a la que el fluido de perforación (lodo) o cemento viaja hacia arriba en el espacio entre el exterior de la tubería de perforación (o tubería) y el interior de la carcasa.
Calcular AV es fundamental paralimpieza de agujeros(asegurando que los recortes sean llevados a la superficie) y manejandoECD (densidad circulante equivalente).
A continuación se muestran las fórmulas y el proceso-paso-para calcular la velocidad anular utilizando unidades de campo y unidades métricas.
Evite que las tuberías se atasquen: optimice su velocidad anular con soluciones OCTG premium.
Las Fórmulas
A. Unidades de yacimientos petrolíferos (estándar)
La fórmula más común utilizada en el campo proporciona el resultado enpies por minuto (ft/min).
AV=24.5×Q/(ID2−OD2)
AV= Velocidad anular (pies por minuto, pies/min)
Q= Tasa de circulación de lodo (galones por minuto, GPM)
IDENTIFICACIÓN= Diámetro interior delCaja(pulgadas)
sobredosis= Diámetro exterior delTubería o tubería de perforación(pulgadas)
24.5= Constante (convierte unidades de área y flujo en velocidad)
B. Unidades métricas
El resultado se proporciona enmetros por minuto (m/min).
AV=1273.24×Q/(ID2−OD2)
AV= Velocidad anular (metros por minuto, m/min)
Q= Tasa de circulación de lodo (litros por minuto, LPM)
IDENTIFICACIÓN= Diámetro interior delCaja(milímetros, mm)
sobredosis= Diámetro exterior delTubo de perforación(milímetros, mm)
Cálculo-a-paso (ejemplo de unidades de campo)
Guión:
Caja:9-5/8" P110 (ElIDENTIFICACIÓNes 8,681 pulgadas).
Tubería de perforación:5" de diámetro exterior.
Caudal (Q):600 galones por minuto.
Paso 1: Cuadra los diámetros.
IDENTIFICACIÓN2=8.681×8.681=75.359
sobredosis2=5.0×5.0=25.0
Paso 2: Calcula la diferencia (el factor "Área").
75.359−25.0=50.359
Paso 3: multiplica el caudal por la constante.
24.5×600=14,700
Paso 4: Divida el resultado del Paso 3 por el resultado del Paso 2.
AV=14,700/50.359=291.9 pies/min
Método alternativo (usando capacidad anular)
Si ya conoces elCapacidad anular(bbl/ft), puedes utilizar este método de dos-pasos:
Encuentre capacidad anular (CA):
CA(bbl/pies)=(ID2−OD2)/1029.4
Calcular la velocidad:
AV(pies/min)=Caudal (BPM)/Capacidad anular (bbl/pie)
(Nota: BPM=barriles por minuto. Si tiene GPM, primero divida entre 42).
Por qué es importante la velocidad anular para los OCTG
Limpieza de orificios (prevención de "tuberías atascadas")
Principio:El lodo debe fluir hacia arriba lo suficientemente rápido como para llevar los cortes de roca a la superficie.
Consecuencia:Si AV esdemasiado bajo, los recortes se asentarán y "enterrarán" la sarta de perforación, lo que generará pérdidas multi-millonarias.tubo atascadoaccidentes.
Manejo de la presión (prevención de "pérdida de circulación" o "reventones")
Principio:Una mayor velocidad crea más fricción, lo que aumenta la presión del fondo-del pozo (densidad circulante equivalente o ECD).
Consecuencia:Si AV esdemasiado alto, la presión puede fracturar la formación (perdida de circulacion). Si es demasiado baja, es posible que no pueda contener la presión de la formación, lo que provocará unaReventar.
Calidad de la cementación (garantizando el "aislamiento zonal")
Principio:Al cementar el casing se requiere una velocidad específica para desplazar completamente el lodo con cemento.
Consecuencia: IncorrectoLa velocidad conduce a una "canalización" y un sellado deficiente, lo que provoca corrosión externa del revestimiento y acorta la vida útil del pozo.
Protección de tuberías (prevención de la "erosión")
Principio:El lodo de alta velocidad-que contiene arena actúa como un abrasivo y desgasta las paredes de acero.
Consecuencia:Si AV esconsistentemente demasiado alto, erosionará la carcasa y los acoplamientos, adelgazando las paredes de la tubería y potencialmente causandofalla de tubería.
Equipos de proceso GNEE API 5CT OCTG
Equipos de prueba de tuberías GNEE API 5CT OCTG
Certificado de carcasa de pozo petrolero GNEE API 5CT
Preguntas frecuentes
¿Debo restar el volumen ocupado por los acoplamientos del volumen anular total?
Para cálculos generales, normalmente se ignora el volumen de acoplamiento.
EnAgujero delgadoperforación o cementación de alta-precisión, se debe considerar. Por ejemplo, los acoplamientos P110 LTC tienen un diámetro exterior significativamente mayor que el cuerpo de la tubería, lo que reduce el espacio anular en esa sección específica.
En anillos estrechos, los acoplamientos pueden reducir el volumen real en2% a 5%.
¿Cuánto afecta el peso de la carcasa (grosor de la pared) al volumen anular?
Hace una gran diferencia.
Mientras que elDiámetro exterior (DE)está arreglado, elEspesor de la pareddetermina la capacidad interna. Por ejemplo, una carcasa de 9-5/8" a 40,00 lb/pie tiene un diámetro interno mucho mayor que una a 53,50 lb/pie.
Si está colocando una carcasa más pequeña dentro de esta, el espesor de la pared del tubo exterior dicta el "espacio" (anillo).El uso de un parámetro de espesor de pared incorrecto dará lugar a una altura de retorno de cemento incorrecta.
¿Cómo afectan al volumen anular los tubos EU (con malestar externo) versus NU (sin -con malestar)?
Tubería de la UE:El recalque (conexión final) tiene un diámetro exterior mayor que el cuerpo de la tubería. Esto crea un "cuello de botella" local, que reduce el volumen anular en cada junta y aumenta la presión de fricción local.
Si el cliente está calculandoElevación de gaso ciclos de drenaje, deben tener en cuenta la reducción de volumen en los vuelcos; de lo contrario, la presión prevista en la boca del pozo será inexacta.
