Escuela Politécnica Nacional
Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación Facultad de Ingeniería en Petról Petróleos eos
Laboratorio de Fluidos de Perforación
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Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación
Msc. Franklin Góe! Jefe de Laboratorio de Fluidos Fluidos de perforación y petrofísica petrofísica
"antiago Moroenac#o Ayudante de Catedra de de Fluidos de Perforación Perforación Guía de Practicas de Fluidos de Perforación
Escuela Politécnica Nacional Facultad de Ingeniería en Petróleos Priera Edición $%1& I'reso ( )ec#o en Ecuador
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Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación
Msc. Franklin Góe! Jefe de Laboratorio de Fluidos Fluidos de perforación y petrofísica petrofísica
"antiago Moroenac#o Ayudante de Catedra de de Fluidos de Perforación Perforación Guía de Practicas de Fluidos de Perforación
Escuela Politécnica Nacional Facultad de Ingeniería en Petróleos Priera Edición $%1& I'reso ( )ec#o en Ecuador
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Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación
Contenido IN*+,-//I0N................................................................................................... +EGL2MEN*,............................. +EGL2MEN*,................................................. ....................................... ....................................... .................................. .............. 3 F,+M2*, -E P+E"EN*2/I0N -E INF,+ME" -E L24,+2*,+I,..........................5 G62 P2+2 L2 +E2LI72/I0N -E INF,+ME" -EL L24,+2*,+I, -E FLI-," -E PE+F,+2/I0N.....................................................................................................8 P+9/*I/2 P+9/*I/2 No. 1................................... 1...................................................... ....................................... ............................................ .......................... : 1; *6*L,< *6*L,< =P+EP =P+EP2+2 2+2/I0N /I0N -E N FLI-, FLI-, -E PE+F,+2/I0N PE+F,+2/I0N 42"E 2G2 2G2>.....: >.....: $; ,4?E*I@,".................................. ,4?E*I@,"...................................................... ............................................................ ............................................. ..... : ; EAIP, B M2*E+I2LE"............................................ L,-,>............................................ .......1$ ....... 1$ $; ,4?E*I@,".................................. ,4?E*I@,"...................................................... ........................................................ .................................... ....... 1$ ; EAIP, B M2*E+I2LE" iso ue se encuentra dentro de esta guía. . Para la reali!ación de cada 'ráctica los estudiantes deberán 'resentarse con andil guantes ( gafas de seguridad de lo contrario no 'odrán ingresar a reali!ar la 'ráctica. 3. Los estudiantes no 'odrán consuir ningOn ti'o de aliento dentro del laboratorio de infringir esta nora el estudiante deberá abandonar el laboratorio ( su nota será de cero K%;. &. -es'ués de cada 'ráctica es obligación de los estudiantes deJar li'ios ( ordenados todos los instruentos eui'os ( aditiHos ue fueron utili!ados. 5. "i los gru'os no 'ueden reali!ar la 'ráctica de laboratorio en la fec#a ( #ora designada debido a causas a(ores Kferiados 'erisos etc.; la 'ráctica se reali!ará la seana siguiente en el iso #orario. 8. 2ntes de reali!ar cada 'ráctica se toará un colouio referente a la isa. "e 'rocederá a reali!ar el colouio con los alunos 'resentes ( la calicación de la 'ersona ue no Justiue adecuadaente su falta será de cero K%;. :. El colouio estará basado en la inforación contenida en esta guía ( en las 'reguntas del 're'aratorio. C. El 're'aratorio tendrá el Halor del 1% el colouio del % ( el infore del 5% de la calicación nal. 1%. En la reali!ación de la 'ráctica el gru'o ueda a cargo de los eui'os instruentos ( deás a'aratos necesarios 'ara el desarrollo de
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la isa. Por tanto es el Onico res'onsable de los daQos ue 'uedan 'roducirse en los isos. 11. En el caso de daQo del eui'o 'or aneJo inadecuado el gru'o ue se encuentra reali!ando la 'ráctica deberá re'oner el eui'o de acuerdo a las características del iso. 1$. Por cada 'ráctica reali!ada cada gru'o debe 'resentar un infore escrito res'etando el forato establecido 'or esta guía. 1. Los gru'os deberán entregar el infore áio : días des'ués de #aber reali!ado la 'ráctica. -es'ués de esa fec#a no se recogerá ningOn infore ( la calicación será de cero K%;. 13. En el caso de eistir dos o ás infores iguales 'arcialente o en su totalidad Kdel 'resente seestre o de anteriores; los gru'os infractores Kel autor ( los ue co'ian; tendrán la calicación de cero K%;. 1&. *odos los estudiantes ue se encuentren toando la ateria de Fluidos de Perforación deben reali!ar las 'rácticas de laboratorio sin ece'ción esto inclu(e a los estudiantes de segunda o tercera atrícula. 15. Los estudiantes no 'odrán usar o ani'ular ningOn otro instruento eui'o o aditiHo ue no 'ertene!ca a la 'ráctica ue se está reali!ando en ese oento.
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FORMATO DE PRESENTACIÓN DE INFORMES DE LABORATORIO Los infores deberán ser entregados i'resos en 'a'el bond blanco taaQo INEN 23 toando en cuenta las siguientes consideraciones< *i'o de fuente< /alibri *aaQo de la fuente< 11 *ablas< -eberán ser nueradas con =*abla RR.> ( tituladas K'arte inferior de la tabla;. Figuras< -eberán ser nueradas con =Fig. RR.> ( tituladas K'arte inferior de la gura;. Ecuaciones< Las ecuaciones deben ser reali!adas en el editor de ecuaciones de Sord ( se deben escribir centradas. Encabe!ado Kcentrado;<
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Pie de 'ágina< Kcentrado; Página RR.
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Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación
GUÍA PARA LA REALIZACIÓN DE INFORMES DEL LABORATORIO DE FLUIDOS DE PERFORACIÓN 1. NOero ( *ítulo de la Práctica. $. Gru'o< /olocar nobres co'letos de integrantes del gru'o. . Fec#a ( #ora de reali!ación de la 'ráctica. 3. ,bJetiHos Generales ( es'ecícos. &. +esuen de la 'ráctica< Es una síntesis del trabaJo escrito en la cual se inclu(a todo lo estudiado. 5. Marco teórico Kconsulta #ec#a 'or los estudiantes;< -ebe contener teoría relacionada con la 'ráctica e instruentos ue se Han a utili!ar. 8. Procediiento< Los 'asos ue se deben seguir 'ara reali!ar la 'ráctica con sus 'ro'ias 'alabras. :. -atos obtenidos< -eben constar los datos obtenidos de los instruentos utili!ados. C. /álculos< "e debe reali!ar todos los cálculos nuéricos necesarios. 1%. 2nálisis de +esultados< Este es un 'aso fundaental en el infore a traHés del cual se Justican los resultados obtenidos ( se correlacionan con lo ue 'lantea la teoría. -e eistir grácas estas deben ser anali!adas. 11. Preguntas< "e deben contestar las 'reguntas corres'ondientes a cada 'ráctica de esta guía.
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11. /onclusiones< Las conclusiones deben tener relación con los obJetiHos ( deben incluir as'ectos ue describan lo descrito en el análisis de resultados. 1$. +ecoendaciones< +eali!ar recoendaciones acerca de la fora en la ue se reali!ó la 'ráctica la obtención de resultados ( correcciones en el funcionaiento de los instruentos ( eui'os. 1. 4ibliografía< "e debe incluir la bibliografía ue se utili!ó en el arco teórico ( la ue se utili!ó 'ara res'onder las 'reguntas. Para esta 'arte es u( i'ortante #acerlo res'etando las noras 2P2.
3) EQUIPO MATERIALES!
El eui'o necesario es< B"#"n$" %"&" #odo
Es un dis'ositiHo 'ara edir la densidad de lodo ceento u otro líuido o lec#ada. La balan!a 'ara lodo se co'one de un Haso de Holuen Jo ubicado en un etreo de una barra graduad un contra'eso en el otro etreo de la isa una 'esa desli!ante ue 'uede ser oHida a lo largo de la barra ( una burbuJa de niHel con la cual se garanti!a ue la barra se encuentra #ori!ontal. La lectura de la densidad se toa en el 'unto donde la 'esa desli!ante está 'osicionada en la barra cuando esta se encuentra niHelada. La 'recisión del 'eso del lodo debería ser de T %1 lbgal KT %%1 gc;. La balan!a 'ara lodo 'uede calibrarse con agua Kltrada;. La a(oría de las balan!as no están 'resuri!adas 'ero la balan!a 'ara lodo 'resuri!ada o'era de la isa anera. K"c#luberger $%1&; ') MARCO TEORICO Den(id"d -ene la ca'acidad del lodo de eJercer una contra'resión en las 'aredes del #o(o controlando de este odo la 'resión de foración.
"e deterina 'esando en una balan!a un Holuen conocido de lodo. La escala de la balan!a da directaente el Halor de la densidad del lodo. La densidad de los lodos bentoníticos 'uede Hariar desde 'oco ás de la
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unidad #asta "g U 1$ a'roiadaente. Para conseguir densidades a(ores ( ue el lodo siga siendo bobeable es 'reciso aQadir aditiHos coo el sulfato bárico Kbaritina; ue tiene una densidad co'rendida entre "g U 3$% ( "g U 3& lográndose lodos con densidades de #asta "g U $3. ,tros aditiHos 'ara auentar la densidad aunue enos utili!ados son la galena K"g U 8&; con cu(a adición se 'ueden alcan!ar densidades análogas a la de la baritina el carbonato cálcico K"g U $8; o la 'irita K"g U &;. Para disinuir la densidad será 'reciso diluir el lodo ediante la adición de agua. -urante la 'erforación se 'ueden 'roducir de fora natural Hariaciones en la densidad del lodo ue deben controlarse ( corregirse adecuadaente. 2sí 'or eJe'lo un a'orte de agua clara debido a la 'erforación de un niHel acuífero 'roductiHo Kcon una 'resión #idrostática su'erior al 'eso de la coluna de lodo; o si'leente a una inltración 'untual debida a 'reci'itaciones intensas 'uede diluir el lodo disinu(endo la densidad. Por otro lado la densidad 'uede increentarse 'or la incor'oración de fracciones nas 'rocedentes de la 'ro'ia foración geológica ue se esté 'erforando. KMiliariu $%%3;
In&e*ento de Den(id"d La densidad del lodo se increenta con la adición de aditiHos de alta graHedad es'ecíca Kdensicantes;. w 2− w 1 ¿ 1470 ¿ sk Barita, BLS =¿ 100
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Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación w 2−w 1 ¿ 945 ¿
Carbonato,
sk 100
BLS =¿
Red+i,n de Den(id"d!
na reducción de la densidad del lodo se 'uede lograr 'or dilución o 'or reoción ecánica del agente densicante o de los sólidos containantes. La reoción ecánica se logra con el uso de un eui'o de control de sólidos eciente coo la centrifuga de decantación ue es 'or lo general el étodo 'referido. Mientras ue la dilución consiste en agregar agua (% aceite a la forulación de'endiendo del ti'o de lodo. Agua , BLS =
V 1( w1− w2 ) w2− 8.33
La a'licación de estos étodos 'uede afectar otras 'ro'iedades del uido 'or lo cual debe Hericarse las 'ro'iedades del uido antes de bobearlo nueHaente. KPro'iedades de los Fluidos de Perforación $%%8; Not"! En 'o!os )P V )* se debe toar en cuenta la te'eratura ( utili!ar la balan!a de lodos 'resuri!ada 'ara obtener =el 'eso real> del sistea. -) PROCEDIMIENTO.
1; /olocar el 'edestal de base o caJa 'ortadora sobre una su'ercie 'lana ( a niHel. $; *oar una uestra de uido. ; *ransferir la uestra al Haso de la balan!a de lodo. 3; Gol'ear suaHeente el costado del Haso de la balan!a de lodo con la ta'a 'ara sacar el aire o gas atra'ado. &; /olocar la ta'a en el Haso de la balan!a de lodo con un oHiiento de torsión ( asegurarse de ue una 'arte de la uestra de 'rueba sea e'ulsado 'or el aguJero de Hentilación de la ta'a.
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Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación
5; *a'ar con un dedo el aguJero de Hentilación ( li'iar la balan!a con agua aceite base o solHente. Li'iar cualuier eceso de agua aceite base o solHente. 8; /al!ar el borde agudo de la balan!a en el a'o(o ( euilibrar la balan!a #aciendo correr el cursor K'esa desli!ante; a lo largo del bra!o. El euilibrio debe constatarse utili!ando el niHel incor'orado en la bala!a. :; +egistrar la densidad del costado del cursor ás 'róio a la ta!a de la balan!a Kla ec#a del cursor a'unta a este lado;. +egistrar la edición con 'recisión de %.1 lbgal 1 lb'ie %.%1 gc ó 1%.% lb'ulg$1%%% 'ies. /) PARTE E0PERIMENTAL
Esta 'ráctica es de lectura directa ( se llenara la siguiente tabla< Lodo
Den(id"d
1&" *edii,n
2d" *edii,n
P&o*edio
2deás se calculará el gradiente en lbgal lbft . •
Gradiente del lodo U %.%&$ MS Klbgal;
•
Gradiente del lodo U %.%%5C& MW Klbft; Lodo
•
Den(id"d
G&"diente 1
G&"diente 2
P&o*edio
Increentar el 'eso utili!ando barita K1% gr; ( co'arar resultado teórico Kfórulas; con el obtenido en la balan!a. Lodo
8) PREGUNTAS
Den(id"d Te,&i"
Den(id"d de "#"n$"
Di4e&eni"
E&&o& 567
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XAué otro ti'o de aditiHos u otro eleentos adicional a los encionados auí se usan 'ara auentar la densidad del lodoY XPara ué se utili!a la balan!a de lodo 'resuri!adaY X/óo se calibra una balan!a de lodoY +ealice un cuadro co'aratiHo sobre las HentaJas ( desHentaJas de la 'erforación sobre ( baJo balance. /onsultar coo afecta el 'eso al factor de otabilidad ( coo se calcula. X/óo se controla un inuJoY XAué 'esante se utili!a 'ara el lodo de la !ona de 'roducciónY 9) BIBLIOGRAFÍA "c#luberger K$%1&; =Balanza para lodo”, +ecu'erado de #tt'; de los uidos de 'erforación es la 'ro'iedad a(orente onitoreada ( controlada. "e cree ue la trans'orte de los recortes en un uido de 'erforación es 'rinci'alente una función de la Hiscosidad ( de sus características de #uectabilidad. La Hiscosidad de corte está denida 'or la relación entre el esfuer!o de corte K\; ( la Helocidad de corte K];
^U\] La unidad tradicional 'ara la Hiscosidad es el Poise KP; o %.1 Pasec Ktabién 1 d(nasecc$;. E(4+e&$o de Co&te )
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EI esfuer!o de corte Kt; es la fuer!a reuerida 'ara antener u(endo un ti'o 'articular de uido. El esfuer!o de corte está e'resado en unidades estándar del ca'o 'etrolífero es decir las libras fuer!a 'or cada cien 'ies cuadrados Klb1%% 'ies$; reueridas 'ara antener la Helocidad de corte. =e#oid"d de Co&te ) Es la Helocidad relatiHa de una láina ad(acente a otra diHidida entre la distancia entre abas. γ =
V 2−V 1 d
-onde< (U @elocidad de corte en segundos recí'rocos @$U @elocidad en la /a'a 4 K'iess; @1U @elocidad en la /a'a 2 K'iess; d U -istancia entre 2 ( 4 K'ies; La Helocidad de corte es igual a la Helocidad rotacional K+PM; del Hiscosíetro ulti'licado 'or 1.8%. Este factor de deriHa de la geoetría del anguito ( del balancín del Hiscosíetro
[email protected] F+e&$" de o&te =i(o(id"d e4eti?" He) La Hiscosidad efectiHa K^e; de un uido es la Hiscosidad de un uido baJo condiciones es'ecícas. Estas condiciones inclu(en la Helocidad de corte la geoetría 'or donde u(e el uido la 'resión ( la te'eratura. La ecuación 'ara el cálculo de la Hiscosidad efectiHa es la siguiente< µe=
=i(o(id"d "%"&ente H")
300 θ x
rpm
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La Hiscosidad a'arente está indicada 'or la indicación del Hiscosíetro de Iodo a %% +PM K θ ; o la itad de la indicación del Hiscosíetro a 300
5%% +PM K θ ;. La ecuación 'ara el cálculo de la Hiscosidad a'arente es la siguiente< 600
µ a=
θ600 2
=i(o(id"d %#(ti" =P)
Es la Hiscosidad ue resulta de la fricción ecánica entre< "ólidos "ólidos ( líuidos Líuido ( líuidos Esta Hiscosidad de'ende de la concentración taaQo ( fora de los sólidos 'resentes en el uido. "e ide en centi'oises. "e controla con eui'os ecánicos de control de sólidos. Este control es indis'ensable 'ara eJorar el co'ortaiento reológico ( sobre todo 'ara obtener altas tasas de 'enetración K+,P;. na baJa Hiscosidad 'lástica cobinada a un alto 'unto cedente 'erite una li'ie!a efectiHa del #o(o con alta tasa de 'enetración. • • •
PV (cP )=θ600 −θ 300
n auento de la Hiscosidad 'lástica 'uede signicar un auento en el 'orcentaJe en Holuen de sólidos una reducción del taaQo de las 'artículas de los sólidos un cabio de la fora de las 'artículas o una cobinación de estos efectos. /ualuier auento del área su'ercial total de los sólidos e'uestos se reeJará en un auento de la Hiscosidad 'lástica. Por eJe'lo en una 'artícula sólida ue se 'arte 'or la itad el área su'ercial e'uesta cobinada de los dos tro!os será ás grande ue el área su'ercial de la 'artícula original. na 'artícula 'lana tiene ás área su'ercial e'uesta ue una 'artícula esférica del iso Holuen. "in ebargo la a(oría de las Heces el auento de la Hiscosidad 'lástica resulta del auento en el 'orcentaJe de sólidos. Esto 'uede ser conrado ediante los cabios de densidad (o el análisis en retorta. 2lgunos de los sólidos contenidos en el uido están 'resentes 'orue fueron aQadidos intencionalente. P+nto edente IELD POINT)
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EI (ield 'oint KBP; es la resistencia inicial al uJo causada 'or fuer!as electroagnéticas entre las 'artículas. Estas fuer!as electroagnéticas son debidas a las cargas en la su'ercie de las 'artículas dis'ersas en la fase liuida. EI 'unto cedente es una edida de estas fuer!as baJo condiciones de uJo ( es de'endiente de< •
• •
Las 'ro'iedades de la su'ercie de los sólidos contenidos en el Iodo. La concentración en Holuen de estos sólidos. El abiente iónico del líuido ue rodea los sólidos.
El (ield 'oint se ide en lb1%% ft$ ( se calcula con la siguiente ecuación< YP =θ300−VP
n auento en el BP causaría un increento de la Hiscosidad del uido de 'erforación. Ti%o( de F#+ido( F#+ido( neJtoni"no( Para los uidos neWtonianos coo el agua 'ura o el aceite la Hiscosidad 'eranece constante 'ara todas las Helocidades de corte a condiciones de te'eratura ( 'resión constante en estos uidos el esfuer!o de corte es directaente 'ro'orcional a la Helocidad de corte.
La Hiscosidad de un uido neWtoniano es la 'endiente de la recta ue se fora al gracar el esfuer!o de corte Hersus la Helocidad de corte. El esfuer!o de cedencia de un uido neWtoniano sie're será cero K%;.
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[email protected] E(4+e&$o de o&te ?( =e#oid"d de o&te %"&" +n K+ido neJtoni"no F#+ido( no neJtoni"no( Los uidos no neWtonianos no uestran una 'ro'orción directa entre el esfuer!o de corte ( la Helocidad de corte. La Hiscosidad de un uido no neWtoniano es conocida coo Hiscosidad efectiHa.
[email protected] E(4+e&$o de o&te ?( =e#oid"d de o&te %"&" +n K+ido no neJtoni"no
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Los uidos no neWtonianos se clasican en dos grandes gru'os< 2uellos cu(as 'ro'iedades son inde'endientes del tie'o Fluidos 4ing#a'lásticos Fluidos seudo 'lásticos Fluidos dilatantes •
• • •
•
2uellos cu(as 'ro'iedades son de'endientes del tie'o Fluidos tiotró'icos
•
Mode#o( Reo#,@io( Mode#o Bin@"*%#(tio(
El odelo de FluJo Plástico de 4ing#a es el odelo reológico ateático ás a'liaente usado en el ca'o 'etrolero. *odos los datos son generados a 5%% ( %% r' en un Hiscosíetro rotatiHo. Estos uidos 'roducen una línea recta coo relación entre la fuer!a de corte ( la Helocidad de corte 'ero esta línea no 'asa 'or el origen. na fuer!a de corte nita es necesaria 'ara iniciar el uJo. El Halor de esta fuer!a de corte es llaada ='unto cedente de 4in#a>. Mateáticaente el odelo de le( de 'otencia se e'resa coo< τ =YPB + VPθ 300
-onde< YPB U 'unto cedente de 4ing#a @PU Hiscosidad 'lástica θ U lectura a %% r' 300
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Fi@.' E(4+e&$o de o&te ?( =e#oid"d de o&te %"&" Mode#o P#(tio de Bin@"* Mode#o de #e e%oneni"#
El odelo de Le( E'onencial asue ue el oHiiento del uido se iniciará inediataente cuando se a'liue cualuier esfuer!o cortante entonces el odelo 'redice ue una He! se #a iniciado el oHiiento los uidos uestran una relación no lineal entre Esfuer!o cortante ( la Helocidad de corte. En esta le( las curHas de esfuer!o de corte Hersus Helocidad de corte 'asan 'or el origen. Mateáticaente el odelo de le( de 'otencia se e'resa coo< n
τ = ! γ
-onde< _U índice de consistencia NU índice de co'ortaiento de uJo /álculo de n ( _ n =3.32log
Esfuer!o de /orte K\;
θ600 θ300
! =1.067
θ300 n
511
Klb1%%'ie$;
$:
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@elocidad de
[email protected] E(4+e&$o de o&te ?( =e#oid"d de o&te %"&" Mode#o de Le E%oneni"#
El odelo reológico de la Le( E'onencial es el ue eJor se aJusta a la a(oría de los uidos ás ue el odelo Plástico de 4ing#a es'ecialente en uidos de base 'olíero. Los uidos ue siguen este odelo no 'resentan esfuer!o cortante cuando la tasa de corte es cero. El inconHeniente en este caso es ue la a(oría de los uidos tienen un 'unto de cedencia 'ero no se 'uede considerar en este odelo. -e anera siilar al odelo Plástico de 4ing#a 'ero en enor grado el odelo de Le( E'onencial 'redice eactaente el co'ortaiento del uido a tasas de corte altas 'ero uestra un argen de error a tasas de corte baJas. Mode#o de #e e%oneni"# *odi"do
Este odelo cobina as'ectos teóricos ( 'ráctico de los odelos Plástico de 4ing#a ( Le( E'onencial. En este odelo los Halores de n ( k son siilares a los deriHados del odelo de la Le( E'onencial. El odelo asue ue los uidos reuerirán una cierta cantidad de esfuer!o a'licado antes ue se inicie el oHiiento ( 'ara los uidos ue 'resenten esfuer!o de cedencia K(ield stress; los Halores de n ( _ serán diferentes.
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Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación
Esfuer!o de
Punto de cedencia o Esfuer!o de
@elocidad de
Fi@./ E(4+e&$o de o&te ?( =e#oid"d de o&te %"&" Mode#o de Le E%oneni"# Modi"do
Para Fluidos de Le( E'onencial Modicada la e'resión ateática es< n
τ =τ 0 + ! γ
-onde _ U índice de consistencia n U índice de co'ortaiento de uJo El Halor τ es el 'unto de cedencia del uido a una Helocidad de corte cero ( en teoría es idéntico al 'unto de cedencia del odelo Plástico de 4ing#a aunue el Halor calculado es diferente. 0
/uando
nU1
EI odelo se conHierte en el Modelo Plástico de 4ing#a τ U % El odelo se conHierte en el Modelo de Le( E'onencial 0
El odelo funciona 'ara lodos base agua ( base aceite (a ue abos 'resentan un co'ortaiento adelga!ante ( 'resentan esfuer!os cortantes a tasas de corte cero. El 'roblea con el odelo es ue el cálculo de n _ ( τ es u( co'leJo. 0
%
Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación
[email protected] Co*%"&"i,n de #o( Mode#o( Reo#,@io(
-) PROCEDIMIENTO. PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA =ISCOSIDAD APARENTE LA =ISCOSIDAD PLÁSTICA EL PUNTO CEDENTE
1. /olocar la uestra recién agitada dentro del Haso ( aJustar la su'ercie del lodo al niHel de la línea tra!ada en el anguito del rotor. $. 2rrancar el otor colocando el conutador en la 'osición de alta Helocidad a 5%% +PM. Es'erar ue el cuadrante indiue un Halor constante ( registrar la indicación obtenida a 5%% +PM. /abiar las Helocidades solaente cuando el otor está en arc#a. . 2Justar el conutador a la Helocidad de %% +PM. Es'erar ue el cuadrante indiue un Halor constante ( registrar el Halor indicado 'ara %% +PM.
PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIÓN DEL ESFUERZO DE GEL
1. 2gitar la uestra a 5%% +PM durante a'roiadaente 1& segundos ( leHantar lentaente el ecaniso de cabio de Helocidad #asta la 'osición neutra. $. 2'agar el otor ( es'erar 1% segundos.
1
Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación . Poner el conutador en la 'osición de baJa Helocidad ( registrar las unidades de deeión áia en "b / 100 #t coo esfuer!o de gel 2
inicial. "i el indicador del cuadrante no HuelHe a 'onerse a cero con el otor a'agado no se debe re'osicionar el conutador.
3. +e'etir las eta'as 1 ( $ 'ero deJar un tie'o de 1% ( % inutos ( luego 'oner el conutador en la 'osición de baJa Helocidad ( registrar las unidades de deeión áia coo esfuer!o de gel a los tie'os encionados. Indicar la te'eratura edida.
/) PARTE E0PERIMENTAL 1; /on los datos obtenidos calcular la Hiscosidad 'lástica el 'unto cedente ( Hiscosidad a'arente $; +eali!ar los grácos se Hiscosidad Hersus te'eratura ( anali!ar del iso.
@iscosidad
Punto cedente
*e'eratura
8) PREGUNTAS
X/óo afecta la *e'eratura en la Hiscosidad de un uido de 'erforaciónY XPor ué es i'ortante ue un uido de 'erforación tenga buenas características reológicasY XAué es un "#earoetro ( 'ara ué sirHeY XAué ti'o de containación 'uede 'resentarse si se co'rueba un increento en la Hiscosidad del uido de 'erforaciónY 9) BIBLIOGRAFÍA
Instituto
2ericano del 'etróleo “"anual de #uidos de perforación”, K-allas *eas; /a'itulo Pág .&. ,te K"F; =@iscosíetro +otatiHo> recu'erado de #tt'eti?o( e(%eo(! •
• •
-eterinan la concentración en '' de calcio 'resente en el uido de 'erforación. Identicar la 'resencia de agnesio en el uido. Estudiar las causas de la 'resencia de calcio ( agnesio en el uido de 'erforación.
3) EQUIPO MATERIALES! •
•
• • • • • •
"olución de ácido etilendiainotetraacético KE-*2; K@ersanato Estandar; %%1M "olución aortiguadora fuerte K#idróido aónicocloruro aónico; "olución de Indicador /alagite Probeta Pi'etas graduadas de 1l &l. 1% 2gua destilada "olución de Na,) 1N o _,) Indicador /alcon o /alHer II
') MARCO TEÓRICO
La dure!a total es la edida de la concentración de cationes diHalentes ( es re'ortada coo gl. La dure!a es a'ortada 'rinci'alente 'or iones de calcio ( agnesio aunue otros cationes 'ueden inuir.
3:
Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación
El calcio es un containante de los uidos base agua ue afecta las 'ro'iedades del uido ( disinu(e el rendiiento de las arcillas. -ebe ser tratado con carbonato de sodio 'ara 'reci'itarlo coo un sólido inerte. En uc#os ca'os de 'etróleo el agua dis'onible es bastante dura. Las arcillas de 'erforación tienen baJos 'untos cedentes cuando son e!cladas en agua dura. /uanto ás dura sea el agua ás bentonita será necesaria 'ara obtener un lodo con un esfuer!o de gel satisfactorio.
-) PROCEDIMIENTO. 2Qadir a'roiadaente $% l de agua destilada al reci'iente de Haloración 2Qadir 1l del agua o ltrado a 'robar 2Qadir 1 l de solución aortiguadora fuerte Kbase de N)3,);
2Qadir unas %.& gr del indicador de calcio K/alHer II; o 5 gotas de calagite ( e!clar con una Harilla de agitación. "i la uestra contiene calcio (o agnesio se 'resentara un color roJo tinto
sando una 'i'eta Halorar con la solución de @ersenato Estándar agitando continuaente #asta ue la uestra se HuelHa a!ul sin ue uede ningOn rastro de roJo.
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Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación
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Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación
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Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación
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Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación
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Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación
+egistrar el nOero de l de solución de Hersenato utili!ados. /) PARTE E0PERIMENTAL •
/alcular la dure!a total coo /a $T ( coo /a/, mg m" deVersenato 1st4ndar ∗400 2 +¿ =
( ) "
CaC%3
m"demuestra ¿ &ure2atota" comoCa
( )
m" m" de Versanato 1st4ndar ∗1000 = " m" demuestra
8) PREGUNTAS • •
•
X2 ué se reere con dure!aY X/uáles son las 'rinci'ales sales ue afectan a la dure!a del agua o de un ltradoY X/óo se trata cuando teneos agua o un ltrado durosY
&&
Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación •
•
XPor ué el calcio es considerado coo un containante 'ara algunos uidos de 'erforaciónY X/óo se trata la containación con calcio del uido de 'eroraciónY
9) BIBLIOGRAFÍA
Instituto
2ericano del 'etróleo “"anual de #uidos de perforación”, K-allas *eas; /a'itulo Pág .$. FLI- 4. -. K1CC:;. Manual de uido de 'erforación. Estados nidos. Instituto 2ericano del 'etróleo “"anual de #uidos de perforación”, K-allas *eas; /a'itulo Pág .$$.
PRÁCTICA No. 1
C; TÍTULO! :P ALCALINIDAD; 2) OBeti?o @ene&"#!
-eterinar el grado de acide! o basicidad del uido 'ara eHitar 'robleas de corrosión ( containación. 2.2) O>eti?o( e(%eo(! •
/onocer la i'ortancia de controlar el P) en un uido de 'erforación.
&5
Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación • •
2nali!ar las consecuencias de tener un P) u( baJo o u( alto. -eterinar la alcalinidad del ltrado e identicar los iones ,) ¿ C% ( )/,. 3
3) EQUIPO MATERIALES! • • • • •
Fenolftaleína 9cido sulfOrico K%.%$N; Pi'eta de 1 ( 1% l 2naranJado de Metilo EnHases de Hidrio
') MARCO TEÓRICO La alcalinidad de una solución se 'uede denir coo la concentración de iones solubles en agua ue 'ueden neutrali!ar ácidos. /on los datos obtenidos de la 'rueba de alcalinidad se 'ueden estiar la concentración de iones ,) /,U ( )/, 'resentes en el uido. Es i'ortante conocer ue ') ( alcalinidad no es lo iso a 'esar de estar estrec#aente relacionados. El ') indica ué tan ácido o básico es un uido ( la alcalinidad deterina el ion o los iones res'onsables de esa acide! o basicidad.
So#+i,n "*o&ti@+"d"
Es una solución aortiguada cuando #a( un consuo etra de ácido sulfOrico al titular dic#a solución. Los iones oidrilos no disueltos en el uido constitu(en otro agente aortiguador K4uer;. So#+i,n B+Ve&
Es una sustancia ue al disolHerse en el agua 'roduce una solución resistente a los cabios en su concentración de iones #idrogeno la cual 'erite ue el ') se antenga 'rácticaente constante al agregar un ácido o una base. A#"#inid"d de# #t&"do P4
"on los centíetros cObicos de ácido sulfOrico %.%$N ue se reuieren 'or centíetro cubico de ltrado 'ara lleHar el ') del uido a :.. Para deterinar la alcalinidad del ltrado Pf se utili!a coo indicador la fenolftaleína.
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Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación
A#"#inid"d de# #t&"do M4
"on los centíetros cObicos de ácido sulfOrico %.%$N ue se reuieren 'or centíetro cubico de ltrado 'ara lleHar el ') del uido a 3.. Para deterinar la alcalinidad del ltrado Mf se utili!a coo indicador el anaranJado de etilo. A#"#inid"d de# #odo P*
Es la alcalinidad del lodo deterinada con fenolftaleína. Está relacionada con la concentración total de iones ,) 'resentes en el uido. /on los Halores de Pf ( P se 'uede deterinar el eceso de cal ue contiene un uido el eceso de cal es utili!ado coo secuestrador de gases ácidos. Estos gases son altaente corrosiHos en cualuier ti'o de uido. La alcalinidad del lodo inu(e notableente en el co'ortaiento de las arcillas. Es i'ortante antener un ') 'or encia de 8 de esta fora se antiene la interacción electrostática a un ínio. -) PROCEDIMIENTO. P4 I /olocar 1 cc de ltrado en un reci'iente II 2gregar $ o gotas de fenolftaleína #asta obtener un color rosado III 2gregar )$",3 K%.%$N; #asta ue el ltrado aduiera su color original I@ +egistrar el P4 coo el nOero de cc de )$",3 gastados 'ara neutrali!ar el color de la fenolftaleína O(e&?"i,n. "i la uestra está oscurecida de anera tal ue el cabio de color no se 'erciba el 'unto nal se toa con un ')etro cuando el ') cae a :. M4 I
II III
2gregar a la uestra ue #a sido titulada al 'unto nal del P4 ás o enos 3 gotas de 2naranJado de Metilo #asta obtener un color aarillo oscuro. 2gregar )$",3 K%.%$N; gota a gota #asta ue el color del indicador cabie de aarillo naranJa a arrón claro. +egistrar el M4 coo el total de cc de )$",3 gastados ás el ue se gastó en lograr el P4
O(e&?"i,n "i la uestra está oscurecida de anera tal ue el cabio de color no se 'erciba el 'unto nal se toa con un ')etro cuando el ') cae a 3. P*
