PRESION ATMOSFERICA.-
La presión atmosférica no es otra cosa que el peso del aire que se encuentra sobre la superficie terrestre. El valor de la presión atmosférica varia en cada lugar del planeta en función de su altitud; mientras la elevación se incrementa, la presión atmosférica va disminuyendo ya que la columna de aire que soporta es menor. La L a presión atmosférica al nivel del mar es de 1 atmosfera de presión, que equivale a 101.325 kPa. kP a. La atmósfera es la capa gaseosa que envuelve todo el planeta y esta formado por mezcla de gases g ases que en conjuntos llamamos aire, como todos los cuerpos, tiene peso, el cual ejerce una fuerza sobre la superficie terrestre es lo que llamamos presión atmosférica. La atmósfera tiene una presión media de 1013 1013hectopascales, hPa( hPa(en desuso desuso milibares,mb milibares,mb)) al nivel.. La medida de presión atmosférica del Sistema Internacional de Unidades (SI nivel SI)) es el newton por metro cuadrado (N/m²) o Pascal (Pa). La presión atmosférica a nivel del mar en unidades internacionales es 101325 N/m² o Pa. P a. Evangelista Torricelli inventó el instrumento para medir la presión atmosférica, el barómetro. barómetro. Un tubo largo cerrado por uno de sus extremos se llena de mercurio y después se le da la vuelta sobre un recipiente del mismo metal líquido, tal como se muestra en la figura. El extremo cerrado del tubo se encuentra casi al vacío, por lo que la presión es cero. De D e acuerdo con la ecuación fundamental de la hidrostática, hidrostática , la presión atmosférica es:
Pa=ρgh
la densidad del mercurio ρ=13550 kg/m3 g es la aceleración de la gravedad g=9.81 m/s2 h es la altura de la columna de mercurio h=0.76 m al nivel del mar
ρ es
Pa=101023 Pa
PRESION ABSOLUTA.La presión absoluta es la presión “real” en un punto dado. esta equivale a la sumatoria de la
presión manométrica y la atmosférica. atmosférica. La presión absoluta absoluta es, por lo tanto superior a la atmosférica, en caso de que sea menor, se habla de depresión. Ésta se mide en relación al vacío total o al 0 absoluto. Es la suma de la presión de fluido (presión hidrostática) y la presión atmosférica local (a nivel del mar seria 1.013x10 1 .013x105Pa).
Pabs = Patm + Ph
PRESION DE FRACTURA.-
La presión de fractura se define como la fuerza por unidad de área necesaria para vencer la presión de formación y la resistencia de la roca. La resistencia de una formación a ser fracturada depende de la solidez o cohesión de la roca y de los esfuerzos de compresión a los que está sometida. Las formaciones superficiales sólo presentan la resistencia presentada por la cohesión de la roca, debido a esto, la experiencia confirma que las fracturas creadas en las formaciones someras pueden ser horizontales. Sin embargo, a medida que aumenta la profundidad, se añaden los esfuerzos de compresión de la sobrecarga de las formaciones. fo rmaciones. Esto es una razón que confirma que la mayoría de las fracturas creadas en formaciones profundas son verticales. Se ha observado que la roca generalmente se rompe a presiones menores que la presión teórica de sobrecarga. El gradiente de fractura se requiere conocer para determinar la forma en la que se ha de controlar el pozo, ya sea durante la perforación o durante la terminación. El gradiente de presión total de sobrecarga teórico, se toma como 0.231 kg/ cm2 /m (1.0 PSI / pie), ya que se ha calculado en términos de promedio de las condiciones de las rocas, como en la porosidad, densidad de los sedimentos y los fluidos contenidos. Generalmente, dicho gradiente en un área determinada de perforación, es menor que el teórico. La presión de fractura se puede expresar como: Pf = 3
Donde
x
y
y
x -
y +
Ts
son los esfuerzos en las direcciones “x” y “y”; Ts es el esfuerzo ténsil.
El gradiente de fractura es la variación de la presión de fractura por unidad de profundidad. Se expresa como: PFG =
Donde Pf es la presión de fractura y Z la profundidad. PRESION ESTATICA.-
La presión estática es la que tiene un fluido, independientemente de la velocidad del mismo, y que se puede medir mediante la utilización de tubos piezométricos. La presión total que ejerce un fluido -bien sea gaseoso o líquido líquido-- se define como la suma de la presión estática y la presión dinámica. Donde: = Presión total en pascales = Presión estática en pascales = Presión dinámica en pascales
De esta manera, cualquier presión ejercida por un fluido la cual no es ejercida por el movimiento o velocidad del fluido es llamada presión estática del fluido. Para fluidos en reposo (estáticos) la presión dinámica es nula y la presión pr esión estática es igual a la presión total. Mientras que la presión dinámica actúa únicamente en la dirección del flujo, la presión estática actúa por igual en todas las direcciones y siempre en ángulo recto con todas las superficies que contengan al fluido. PRESION DE FORMACION.-
Es la presión que ejercen los fluidos en los poros de las rocas. Llamándose también, presión de poro, de yacimiento, de roca y de fondo. Las presiones de formación se clasifican en: normales, subnormales, y anormales, dependiendo de la densidad del lodo requerido para controlarlas. La Presión de Poros se define como la presión que actúa sobre los fluidos en los espacios porosos de la roca. Se relaciona con la salinidad del fluido. · Presión de Poros Normal: La presión Normal de poros es la presión hidrostática de una columna
de fluido de la formación que se extiende desde la superficie hasta la formación en el subsuelo, · La magnitud de la Presión Normal varía según la concentración de sales disueltas en el fluido de formación, tipo de fluido, gas presente y gradiente de temperatura. Las formaciones con presión normal, son aquellas que se pueden controlar con una densidad del orden de la del agua salada. Esta presión es originada por un yacimiento abierto. Presión Anormal de Poros: Se define como cualquier presión del poro que sea mayor que la
presión hidrostática Normal del agua de la formación (de salinidad normal promedio) que ocupa el espacio poroso. · Las causas de la presión anormal se atribuyen a la combinación de varios var ios eventos geológicos, geoquímicos, geotérmicos y mecánicos. Las formaciones con presiones anormales, son aquellas que se pueden controlar con densidades mayores de 1.07 gr/cm3. A lgunos consideran que las formaciones con presiones anormales, son depósitos o yacimientos cerrados no conectados a la superficie. Los depósitos de este tipo generalmente se encuentran asociados con gruesas formaciones de sedimentos arriba y abajo. Generalmente se cree que el agua exprimida fuera de los sedimentos debido al peso de las rocas se puede acumular en las zonas de arenas más permeables y si se atrapan crearán presiones pr esiones excesivas. excesivas. Es decir, que estas presiones se generan usualmente por la compresión que sufren los fluidos de la formación (o las lutitas adyacentes) debido al peso de los estratos suprayacentes. Presión Subnormal de Poros: Se define como cualquier presión de poros que sea menor a la
correspondiente presión hidrostática NORMAL (de una columna de fluido de salinidad Normal promedia) a una profundidad dada, ocurre con menor frecuencia que las presiones anormales. Pudiera tener causas naturales relacionadas con el historial estratigráfico, tectónico o g eoquímico del área. · En general: Presión Anormal de Poros > 0.465 psi/ft (@ 80,000 PPM) Gradiente de Presión Normal = 0.465 psi/ft Presión Subnormal del Poro < 0.465 psi/ft
PRESION HIDROSTATICA.-
Es la presión ejercida por el peso de una columna de fluido, en función de la densidad del fluido y longitud de la columna del mismo. La mismo. La presión hidrostática es la presión que experimenta un fluido cuando está en condiciones estáticas y sometido a su propio peso. Como esta presión se debe al peso del liquido, esta presión depende de la densidad ( ), la gravedad (g) y la profundidad (h) del lugar donde medimos esta presión. Se calcula mediante la siguiente expresión:
Donde, usando unidades del SI SI,,
es la presión hidrostática (en pascales pascales)); es la densidad del líquido (en kilogramos partido metro cúbico) cúbico); es la aceleración de la gravedad (en metros partido segundo al cuadrado); es la altura del fluido (en metros metros)). Un líquido en equilibrio ejerce fuerzas perpendiculares sobre cualquier superficie sumergida en su interior es la Presión atmosférica (en pascales pascales))
Para su cálculo en el pozo se aplican las siguientes formulas: a) En pozos verticales.
Donde: Ph = Presión hidrostática, en Kg/cm2. Dl = Densidad del fluido o lodo, en gr/cm3 Prof = Profundidad o longitud de la columna de fluido, en m. b) En pozos direccionales.
Donde: P.V.V = Profundidad vertical verdadera o real, en m. Dl = Densidad del fluido o lodo, en gr/cm3 El uso de esta profundidad, se debe a que el peso, hablando físicamente, es una fuerza con que los cuerpos son atraídos (dirección vertical) hacia el centro de la tierra.
