¿Que presión tenemos en el fondo del pozo si se encuentra lleno de petróleo de 15,5 ºAPI?
Una vez que un pozo se encuentra produciendo petróleo puede darse la oportunidad de detener la circulación y producción de petróleo, sea para realizar operaciones de reparación o rehabilitación del mismo pozo, es bajo estas circunstancias en el que queda una columna de petróleo en forma en estática en el hoyo.
Bajo este escenario puede ser necesario saber que presión estática se genera en el fondo del pozo dado que el pozo se encuentra lleno de petróleo.
La profundidad del pozo es de 8000 pies de profundidad, lo otro a considerar es que el pozo no está desviado sino que toda su profundidad es vertical. Una de las propiedades físicas de las que se conoce de este petróleo es su ºAPI que es de 15, 5.
Procedimiento de cálculo para obtener el valor de la presión en el fondo
Como muchos saben, sobre todo considerando el desarrollo de mis últimos audiovisuales, para poder calcular la presión que ejerce cualquier fluido en el fondo del pozo se puede realizar partiendo de la densidad de dicho fluido, es importante que dicha densidad pueda estar expresada en libras sobre pie cubico.
Una vez obtenida la densidad en libras sobre pie cubico se desglosa en el denominador los pies cúbicos en pie cuadrados por pie, los pie cuadrados se convierten en pulgadas cuadradas con la intención de obtener libras sobre pulgadas cuadradas que son PSI, a la final quedara PSI/PIE y esto es gradiente de presión.
Para saber la presión que ejerce el petróleo de 15,5 ºAPI en el fondo del pozo necesitamos tener el gradiente de presión de dicho petróleo, y por lo que explique en el párrafo anterior resulta necesario entonces calcular la densidad del petróleo del ejemplo en mención.
¿Cómo se calcula la densidad del petróleo a partir de los 15,5ºAPI?
Si tomamos en cuenta la siguiente ecuación:
Como nos podemos dar cuenta que si sustituimos la gravedad API en esa ecuación podemos obtener la gravedad específica del petróleo, una vez obtenida la gravedad específica del petróleo podemos calcular su densidad con la siguiente ecuación:
Si despejamos la densidad del petróleo nos queda lo siguiente:
Como la gravedad especifica del petróleo (G'o) ya lo tenemos previamente calculado solo lo tenemos que multiplicar por la densidad del agua que es 62,4 Lbs/pie3.
Obtenida la densidad del petróleo en libras sobre pie cubico se realiza el desglose para transformarlo en gradiente de presión (PSI/PIE), para saber la presión que ejerce este petróleo en el fondo del pozo multiplicamos el gradiente de presión de petróleo por 8000 pie que es la profundidad del pozo, el resultado sería la presión en el fondo del pozo medido en PSI.
Recurso audiovisual que complementa la temática tratada
Para ver de forma explicativa y con características ingenieriles la forma en que se calcula la presión en el fondo del pozo a partir de su gravedad especifica le recomiendo la visualización del siguiente recurso audiovisual en el que se explica a detalle todos los pasos para dicho cálculo.
Ver en Youtube por @carlos84
Aportes de esta publicación
El principio del flujo de fluidos implica que existe una presión de circulación en el sistema donde circule dicho fluido, sin embargo una condición estática de determinados fluidos suele ser un objeto de estudio muy importante en la ingeniería de petróleo y la industria petrolera en general, ya que no todos los proceso y actividades dentro de la exploración y producción del hidrocarburo se ejecuta en condiciones dinámicas sino por el contrario muchas se dan en condiciones estáticas.
Bajo el aporte de principios básicos de fluidos en condición estática está el desarrollado en este ejemplo, en el que hipotéticamente tenemos un pozo cerrado a la atmósfera, en donde la presión que ejerce la superficie al pozo es cero, como no existe circulación se toma la presión que ejerce el petróleo en el fondo en una condición estática.
Para todos los estudiantes de ingeniería e incluso ingenieros activos en la industria pueden encontrar en esta publicación una variante más para calcular la presión en el fondo cuando el pozo se encuentra lleno de petróleo con una gravedad API determinada.
Referencia recomendada para ampliar los conocimientos sobre esta temática
Grados API y Gravedad específica de los hidrocarburos. Documento en PDF
Formulas y cálculos para operaciones de perforación y rehabilitación de pozos