Manual de Fluidos de Perforación

(1)

Laboratorio de Fluidos de Perforación

Escuela Politécnica Nacional Escuela Politécnica Nacional

Guía de

Prácticas

de Fluidos

de

Perforación

F

(2)

Msc. Franklin Góe! Msc. Franklin Góe!

Jefe de

Jefe de Laboratorio de FluiLaboratorio de Fluidos de perforación y pdos de perforación y petrofísicaetrofísica

"antiago Moroenac#o "antiago Moroenac#o

Ayudante de Catedra d

Ayudante de Catedra de Fluidos de Perforacie Fluidos de Perforaciónón Guía de Practicas de Fluidos de Perforación Guía de Practicas de Fluidos de Perforación

Escuela Politécnica Nacional Escuela Politécnica Nacional Facultad de Ingeniería en Petróleos Facultad de Ingeniería en Petróleos Priera Edición $%1& Priera Edición $%1& I'reso ( )ec#o en Ecuador I'reso ( )ec#o en Ecuador

(3)

Guía de Prácticas de Fluidos de

Guía de Prácticas de Fluidos de PerforaciónPerforación 1

1

Msc. Franklin Góe! Msc. Franklin Góe!

Jefe de

Jefe de Laboratorio de FluiLaboratorio de Fluidos de perforación y pdos de perforación y petrofísicaetrofísica

"antiago Moroenac#o "antiago Moroenac#o

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Contenido

IN*+,-//I0N... IN*+,-//I0N... +EGL2MEN*,... +EGL2MEN*,... 33 F,+M2*, -E P+E"EN*2/I0N -E INF,+ME" -E L24,+2*,+I,...5 F,+M2*, -E P+E"EN*2/I0N -E INF,+ME" -E L24,+2*,+I,...5 G62 P2+2 L2 +E2LI72/I0N -E INF,+ME" -EL L24,+2*,+I, -E FLI-," -E G62 P2+2 L2 +E2LI72/I0N -E INF,+ME" -EL L24,+2*,+I, -E FLI-," -E PE+F,+2/I0N...8 PE+F,+2/I0N...8 P+9

P+9/*I/2 /*I/2 No. No. 1...1... :: 1;

1; *6*L*6*L,< =,< =P+EPP+EP2+22+2/I0N -E /I0N -E N FLN FLI-, -E I-, -E PE+F,+PE+F,+2/I0N 2/I0N 42"E 242"E 2G2G2>...:>...: $; ,4?E*I@,"...

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; EAIP, EAIP, B B M2M2*E+I2LE"<...*E+I2LE"<... :: 3;

3; M2+M2+/, /, *E0+I/,...*E0+I/,...C...C &;

&; P+,/E-IMIEN*P+,/E-IMIEN*,...,...1%1% 5;

5; PP2+2+*E *E EDPE+IMEN*EDPE+IMEN*2L...2L... 1%1% 8;

8; P+EGN*P+EGN*2"...2"... ... 1111 :; 4I4LI,G+2F62...

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5; /9L/L," EN EL INF,+ME... 1313 8;

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(5)

Guía de Prácticas de Fluidos de

Guía de Prácticas de Fluidos de PerforaciónPerforación 



INTRODUCCIÓN

LLos os uiuidodos s de de 'e'erfrfororacaciión ón soson n 'a'artrte e esesenencicial al en en el el 'r'rooceceso so dede 'erforación (a ue cu'le diHersas funciones Hitales al oento de 'erforación (a ue cu'le diHersas funciones Hitales al oento de 'e

'erfrfororar ar tataleles s cocooo  lulubrbricicar ar el el 4)4)2 2 trtranans's'orortatar r lolos s rrececorortetes s dede 'er

'erfoforacracióión n #a#aststa a la la su'su'ererccieie  cocontntrorolalar r la la 'r'resiesión ón de de foforracacióiónn estabili!ar las 'aredes del #o(o entre otras.

estabili!ar las 'aredes del #o(o entre otras.

Para obtener una eJor a'reciación acerca de las funciones del uido de Para obtener una eJor a'reciación acerca de las funciones del uido de 'erforación es necesario conocer sus 'ro'iedades Kdensidad Hiscosidad 'erforación es necesario conocer sus 'ro'iedades Kdensidad Hiscosidad características reológicas; ( coo estas se Hen afectadas ante el cabio características reológicas; ( coo estas se Hen afectadas ante el cabio en

en la la coconcncenentrtracacióión n de de cicierertotos s coco''ueueststos os uuííicicos os adeadeáás s de de lala Hariación de te'eratura ( 'resión.

Hariación de te'eratura ( 'resión.

Las 'ro'iedades encionadas 'ueden ser obtenidas ediante diHersos Las 'ro'iedades encionadas 'ueden ser obtenidas ediante diHersos ét

étododosos  sisin n eebabargrgo o la la 'r'reseesentnte e guguía ía estestá á enenfofocacada da en en éétotododoss di

dirrecectotos s dodondnde e lalas s eedidicicionones es se se rreaealili!a!an n eedidianante te lolos s eeuiui'o'oss es'eciali!ados de laboratorio.

es'eciali!ados de laboratorio. La

La guguía ía ininclclu(u(e e 'r'rácáctiticacas s de de lalaboboratratororio io estestruructctururadadas as 'or'or< < títítutulolo obJetiHos descri'ción del eui'o ( ateriales a usarse 'arte teórica obJetiHos descri'ción del eui'o ( ateriales a usarse 'arte teórica 'rocediiento 'ara reali!ar la 'ráctica cálculos a reali!arse 'reguntas a 'rocediiento 'ara reali!ar la 'ráctica cálculos a reali!arse 'reguntas a reali!ar antes de cada 'ráctica ( bibliografía.

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NOTA DE DESCARGO

La

La infinfororaciación ón 'r'resenesentadtada a a a concontintinuacuación ión #a #a sidsido o cuicuidadodadosaesaentente se

seleleccccioionanada da ( ( ororgaganini!a!ada da de de aanenera ra uue e fafacicililite te el el 'r'rococeseso o dede a'rendi!aJe 'ráctico de los estudiantes sin ebargo las inter'retaciones a'rendi!aJe 'ráctico de los estudiantes sin ebargo las inter'retaciones (o recoendaciones encionadas en esta guía de laboratorio están (o recoendaciones encionadas en esta guía de laboratorio están suJetas a inHestigación ( Hericación 'or 'a

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Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación &

REGLAMENTO PARA LA REALIZACIÓN DE PRÁCTICAS

1. Los gru'os deberán 'resentarse 'untualente en la fec#a ( #ora indicada de su res'ectiHo #orario 'ara la reali!ación del colouio ( la 'ráctica se es'erará áio 1% inutos en relación a la #ora de inicio de la 'ráctica de 'asar este tie'o no se reali!ará la 'ráctica sin antes 'resentar un Justicante de contar con el iso nota del infore será cero K%;.

$. Para cada 'ráctica los estudiantes deberán 'resentar un =Pre'aratorio> iso 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 consuir ningOn ti'o de aliento dentro del laboratorio de infringir esta nora 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 instruentos eui'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 'erisos etc.; la 'ráctica se reali!ará la seana siguiente en el iso #orario.

8. 2ntes de reali!ar cada 'ráctica se toará un colouio referente a la isa. "e 'rocederá a reali!ar el colouio con los alunos 'resentes ( la calicación de la 'ersona ue no Justiue adecuadaente su falta será de cero K%;.

:. El colouio estará basado en la inforación contenida en esta guía ( en las 'reguntas del 're'aratorio.

C. El 're'aratorio tendrá el Halor del 1% el colouio del % ( el infore del 5% de la calicación nal.

1%. En la reali!ación de la 'ráctica el gru'o ueda a cargo de los eui'os instruentos ( deás a'aratos necesarios 'ara el desarrollo de

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la isa. Por tanto es el Onico res'onsable de los daQos ue 'uedan 'roducirse en los isos.

11. En el caso de daQo del eui'o 'or aneJo inadecuado el gru'o ue se encuentra reali!ando la 'ráctica deberá re'oner el eui'o de acuerdo a las características del iso.

1$. Por cada 'ráctica reali!ada cada gru'o debe 'resentar un infore escrito res'etando el forato establecido 'or esta guía.

1. Los gru'os deberán entregar el infore áio : días des'ués de #aber reali!ado la 'ráctica. -es'ués de esa fec#a no se recogerá ningOn infore ( la calicación será de cero K%;.

13. En el caso de eistir dos o ás infores iguales 'arcialente o en su totalidad Kdel 'resente seestre o de anteriores; los gru'os infractores Kel autor ( los ue co'ian; tendrán la calicación de cero K%;. 1&. *odos los estudiantes ue se encuentren toando la ateria de Fluidos de Perforación deben reali!ar las 'rácticas de laboratorio sin ece'ción esto inclu(e a los estudiantes de segunda o tercera atrícula.

15. Los estudiantes no 'odrán usar o ani'ular ningOn otro instruento eui'o o aditiHo ue no 'ertene!ca a la 'ráctica ue se está reali!ando en ese oento.

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Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación 8

FORMATO DE PRESENTACIÓN DE INFORMES DE

LABORATORIO

Los infores deberán ser entregados i'resos en 'a'el bond blanco taaQo INEN 23 toando en cuenta las siguientes consideraciones< *i'o de fuente< /alibri

*aaQo de la fuente< 11

*ablas< -eberán ser nueradas con =*abla RR.> ( tituladas K'arte inferior de la tabla;.

Figuras< -eberán ser nueradas 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;< Escuela Politécnica Nacional Ingeniería en Petróleos

Laboratorio de Fluidos de Perforación Pie de 'ágina< Kcentrado; Página RR.

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GUÍA PARA LA REALIZACIÓN DE INFORMES DEL

LABORATORIO DE FLUIDOS DE PERFORACIÓN

1. NOero ( *ítulo de la Práctica.

$. Gru'o< /olocar nobres co'letos de integrantes del gru'o. . Fec#a ( #ora de reali!ación de la 'ráctica.

3. ,bJetiHos Generales ( es'ecícos.

&. +esuen 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 instruentos ue se Han a utili!ar. 8. Procediiento< 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 instruentos utili!ados.

C. /álculos< "e debe reali!ar todos los cálculos nuéricos necesarios. 1%. 2nálisis de +esultados< Este es un 'aso fundaental en el infore a traHés del cual se Justican los resultados obtenidos ( se correlacionan con lo ue 'lantea la teoría. -e eistir grácas estas deben ser anali!adas.

11. Preguntas< "e deben contestar las 'reguntas corres'ondientes a cada 'ráctica de esta guía.

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Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación C

11. /onclusiones< Las conclusiones deben tener relación con los obJetiHos ( deben incluir as'ectos ue describan lo descrito en el análisis de resultados.

1$. +ecoendaciones< +eali!ar recoendaciones acerca de la fora en la ue se reali!ó la 'ráctica la obtención de resultados ( correcciones en el funcionaiento de los instruentos ( eui'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 noras 2P2.

3) EQUIPO  MATERIALES! El eui'o necesario es<

B"#"n$" %"&" #odo

Es un dis'ositiHo 'ara edir la densidad de lodo ceento u otro líuido o lec#ada. La balan!a 'ara lodo se co'one de un Haso de Holuen Jo ubicado en un etreo de una barra graduad un contra'eso en el otro etreo de la isa 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 toa 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 lbgal KT %%1 gc;. La balan!a 'ara lodo 'uede calibrarse con agua Kltrada;. La a(oría de las balan!as no están 'resuri!adas 'ero la balan!a 'ara lodo 'resuri!ada o'era de la isa anera. K"c#luberger $%1&;

') MARCO TEORICO Den(id"d

-ene la ca'acidad del lodo de eJercer una contra'resión en las 'aredes del #o(o controlando de este odo la 'resión de foración.

"e deterina 'esando en una balan!a un Holuen conocido de lodo. La escala de la balan!a da directaente 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'roiadaente. Para conseguir densidades a(ores ( ue el lodo siga siendo bobeable es 'reciso aQadir aditiHos coo 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 auentar la densidad aunue 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 disinuir la densidad será 'reciso diluir el lodo ediante la adición de agua.

-urante la 'erforación se 'ueden 'roducir de fora natural Hariaciones en la densidad del lodo ue deben controlarse ( corregirse adecuadaente. 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 coluna de lodo; o si'leente a una inltración 'untual debida a 'reci'itaciones intensas 'uede diluir el lodo disinu(endo la densidad. Por otro lado la densidad 'uede increentarse 'or la incor'oración de fracciones nas 'rocedentes de la 'ro'ia foración geológica ue se esté 'erforando. KMiliariu $%%3;

In&e*ento de Den(id"d

La densidad del lodo se increenta con la adición de aditiHos de alta graHedad es'ecíca Kdensicantes;.

w₂−w₁

¿

1470¿

Barita, sk

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Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación 11 w2−w1 ¿ 945¿ Carbonato, sk 100BLS=¿ Red+i,n de Den(id"d!

na reducción de la densidad del lodo se 'uede lograr 'or dilución o 'or reoción ecánica del agente densicante o de los sólidos containantes.

La reoción ecánica se logra con el uso de un eui'o de control de sólidos eciente coo la centrifuga de decantación ue es 'or lo general el étodo 'referido. Mientras ue la dilución consiste en agregar agua (% aceite a la forulación 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 Hericarse las 'ro'iedades del uido antes de bobearlo nueHaente. KPro'iedades de los Fluidos de Perforación $%%8;

Not"! En 'o!os )P V )* se debe toar en cuenta la te'eratura ( utili!ar la balan!a de lodos 'resuri!ada 'ara obtener =el 'eso real> del sistea.

-) PROCEDIMIENTO.

1; /olocar el 'edestal de base o caJa 'ortadora sobre una su'ercie 'lana ( a niHel.

$; *oar una uestra de uido.

; *ransferir la uestra al Haso de la balan!a de lodo.

3; Gol'ear suaHeente 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 oHiiento 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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5; *a'ar con un dedo el aguJero de Hentilación ( li'iar la balan!a con agua aceite base o solHente. Li'iar cualuier eceso de agua aceite base o solHente.

8; /al!ar el borde agudo de la balan!a en el a'o(o ( euilibrar la balan!a #aciendo correr el cursor K'esa desli!ante; a lo largo del bra!o. El euilibrio debe constatarse utili!ando el niHel incor'orado en la bala!a.

:; +egistrar la densidad del costado del cursor ás 'róio 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 lbgal 1 lb'ie %.%1 gc ó 1%.% lb'ulg$1%%% 'ies.

/) PARTE E0PERIMENTAL

Esta 'ráctica es de lectura directa ( se llenara la siguiente tabla< Lodo Den(id"d 1&"

*edii,n

2d"

*edii,n P&o*edio

2deás se calculará el gradiente en lbgal  lbft_.

• Gradiente del lodo U %.%&$  MS Klbgal; • Gradiente del lodo U %.%%5C&  MW Klbft;

Lodo Den(id"d G&"diente 1

G&"diente

2 P&o*edio

• Increentar el 'eso utili!ando barita K1% gr; ( co'arar resultado

teórico Kfórulas; con el obtenido en la balan!a.

Lodo Den(id"d

Te,&i"

Den(id"d

de "#"n$" Di4e&eni" E&&o& 567

(15)

Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación 1

 XAué otro ti'o de aditiHos u otro eleentos adicional a los encionados auí se usan 'ara auentar la densidad del lodoY  XPara ué se utili!a la balan!a de lodo 'resuri!adaY

 X/óo se calibra una balan!a de lodoY

 +ealice un cuadro co'aratiHo sobre las HentaJas ( desHentaJas de la 'erforación sobre ( baJo balance.

 /onsultar coo afecta el 'eso al factor de otabilidad ( coo se calcula.

 X/óo se controla un inuJoY

 XAué 'esante se utili!a 'ara el lodo de la !ona de 'roducciónY 9) BIBLIOGRAFÍA

 "c#luberger K$%1&; =Balanza para lodo”, +ecu'erado de

#tt'<WWW.glossar(.oileld.slb.coes*ersudZbalance.as'  Miliariu K$%%3; =Lodos de Perforación”, +ecu'erado de

#tt'<WWW.iliariu.co'ro(ectosestudios#idrogeologicosaneJo setodos'erforacionlodosZ'erforacion.as'

 4aroid K$%%%; “ ensidad! Balanza de lodo Baroid”, K)ouston;

/a'itulo & Pág 5 a la :.

PRÁCTICA No. 3

1) TITULO! :CONTENIDO DE ARENA; 2) OB<ETI=OS

2.1) O>eti?o @ene&"#!

-eterinar la cantidad de arena Ksólidos entre 115  #asta $ ; 'resente en un uido de 'erforación.

2.2) O>eti?o( e(%eo(!

• /onocer la i'ortancia del controlar el contenido de arena en un

uido de 'erforación

• /o'render las i'licaciones de un alto o baJo contenido de

arena en las 'ro'iedades del lodo.

• 2nali!ar el co'ortaiento del contenido de arena a increentar

(16)

3) EQUIPO  MATERIALES!

El conJunto de #erraientas 'ara la deterinación del contenido de arena se co'one de<

Un" *"##"

$ [ 'ulgadas de diáetro de alla $%% K83 icrones; Un e*+do

"e aJusta a la alla de anera ue los sólidos en ella contenida 'ueden regresar al tubo.

Un t+o *edido& de ?id&io

El tubo seQala el Holuen de lodo a ser aQadido ( esta graduado K% a $%; 'ara leer el 'orcentaJe de arena 'resente en el lodo directaente en la 'arte inferior.

') MARCO TEORICO

n lodo de 'erforación en buenas condiciones debe 'resentar un contenido en fracciones arenosas 'rácticaente nulas Kinferior al $;. "i 'ara su fabricación se usan 'roductos de calidad debe estar eento de arena. "in ebargo a lo largo de la 'erforación ( es'ecialente en acuíferos detríticos es ineHitable ue a edida ue aHance la 'erforación el lodo se cargue de arena e'eorando sus condiciones. "e #a co'robado ue con contenidos de arena su'eriores al 1& los lodos sufren un increento de la densidad re'ercutiendo en la Hiscosidad ( la tiotro'ía. 2deás el contenido en arena resulta es'ecialente nociHo 'ara las bobas de in(ección al desgastarlas 'reaturaente.

El control de sólidos se reali!a ediante un eui'o es'eciali!ado ue se'ara del lodo los sólidos indeseables. El sistea de control de sólidos está constituido 'or una serie de eui'os ecánicos tales coo< !arandas #idrociclones centrifugas etc.

El control del contenido de arena se reali!a ediante taices norali!ados ás concretaente el tai! $%% K$%% #ilos 'or 'ulgada cuadrada euiHalente a %%83  83 icras; e'resándose en 'orcentaJes. En un lodo se considera arena a la fracción na ue no 'asa 'or este tai!.

(17)

Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación 1&

Es deseable conocer el contenido de arena de los lodos de 'erforación debido ue un contenido ecesiHo de arena 'uede resultar en la de'osición de un reHoue grueso sobre las 'aredes del #o(o o 'odría sedientarse en el #o(o alrededor de las #erraientas cuando se interru'e la circulación interriendo con el trabaJo de las #erraientas de 'erforación o el 'osicionaiento del reHestiiento casing. n alto contenido de arena tabién 'uede causar una ecesiHa abrasión de las coneiones de la tubería.

-) PROCEDIMIENTO.

• Llenar con uido el tubo graduado de Hidrio #asta la arca indicada.

2gregue agua #asta la arca siguiente. /ierre la boca del tubo ( agite Higorosaente.

• @erter la uestra en el tai! li'io ( #Oedo. -esec#e el líuido ue

'asa a traHés del tai!. 2gregue ás agua al tubo agite ( re'ita #asta ue el agua ue 'ase sea clara. LaHe la arena retenida en el tai! 'ara sacar el uido reanente.

• /olocar el ebudo boca abaJo sobre el tai!. 2#ora Holtee el

ensablaJe lentaente e introdu!ca la 'unta del ebudo en la boca del tubo de Hidrio. tili!ando un rociado suaHe de agua laHe la arena a traHés del tai! ( #acia el tubo.

• Es'erar #asta ue la arena se sediente. En las arcas del tubo lea el

'orcentaJe en Holuen de la arena.

• +egistrar el contenido de arena en el uido en 'orcentaJe.

Not"! La cantidad de residuos retenida en la alla no debe de a'lastarse agitarse o for!arse con el dedo lá'i! o dis'ositiHo alguno 'orue esto dará resultados erróneos ( destru(e la alla.

/) PARTE E0PERIMENTAL CONTENIDO DE ARENA 1 CONTENIDO DE ARENA 2 LODO 1 LODO 2 8) PREGUNTAS

 X/óo afecta la arena a las bobas de lodoY  XPor ué es i'ortante el control de arenaY

 XAué étodos conoce 'ara el control de arenasY

(18)

 n contenido alto de arena 'uede increentar el torue Xsí o noY XPor uéY

9) BIBLIOGRAFÍA

 Miliariu K$%%3; =Lodos de Perforación”, +ecu'erado de

#tt'<WWW.iliariu.co'ro(ectosestudios#idrogeologicosaneJo setodos'erforacionlodosZ'erforacion.as'

 Instituto 2ericano del 'etróleo “"anual de #uidos de

perforación”, K-allas *eas; /a'itulo  Pág .11.

 P-@"2 “Fluidos de perforación”, K@ene!uela; /a'itulo $.

PRÁCTICA No. '

1; TÍTULO! :=ISCOSIDAD DE EMBUDO; 2) OB<ETI=OS

(19)

-eterinar el grado de uide! del lodo de 'erforación utili!ando el ebudo de Mars#.

2.2) O>eti?o( e(%eo(!

• 2'render la fora de utili!ación del ebudo de Mars#. • 2nali!ar las a'licaciones de la Hiscosidad de ebudo.

3) EQUIPO  MATERIALES! El eui'o 'rinci'al a utili!ar es< 3.1) E*+do de M"(

Es un ebudo de fora cónica 'roHisto de un tubo de 15 in de diáetro interno ( $ in de longitud en el etreo inferior a traHés del cual el lodo u(e baJo la inuencia de la graHedad. na alla K1$es#; en la 'arte su'erior reueHe las 'artículas grandes ue 'odrían obstruir el tubo. K"c#luberger $%1&;

3.2) P&oet" de -*#

na 'robeta es un instruento Holuétrico graduado co'uesto de Hidrio boro silicato base 'lástica 'ico Hertedor sin ta'a con a'licación en innidad de actiHidades en laboratorios e industrias 'ara el dosaJe de líuidos ( aditiHos>. K"c#eitler $%%8;

') MARCO TEÓRICO

El ebudo M2+") es un dis'ositiHo utili!ado 'ara la edida cualitatiHa de la Hiscosidad del uido. Este es un ecelente indicador de los cabio en las 'ro'iedades de los uidos de 'erforación.

La Hiscosidad ebudo se usa coo indicador relatiHo de la condición del uido. No 'ro'orciona suciente inforación 'ara deterinar las 'ro'iedades reológicas o las características de uJo de un uido. Es una edida utili!ada en ca'o 'or la ra'ide! de la 'rueba ( el Halor inter'retatiHo de esta durante las o'eraciones. Esta e'resada en segundos 'or cuarto de galón.

Es recoendable eHitar las altas Hiscosidades ( 'erforar con la Hiscosidad ebudo ás baJa 'osible sie're ( cuando se tengan Halores ace'tables de fuer!as de gelatini!ación ( un control sobre el ltrado. n uido containado e#ibe alta Hiscosidad ebudo.

(20)

-) PROCEDIMIENTO.

 Mantener el ebudo en 'osición Hertical ta'ar el oricio con un dedo ( Herter la uestra de lodo a traHés de la alla #asta ue el niHel del uido llegue a la 'arte inferior de la alla K1&%% l;.

 +etirar el dedo del oricio ( edir el tie'o reuerido 'ara ue el lodo llene el Haso rece'tor #asta el niHel de 1 cuarto de galón.

 2Justar el resultado al segundo entero ás 'róio coo indicación de Hiscosidad ebudo de Mars#.

Esta 'ráctica consiste en la edida directa de la 'ro'iedad. B se 'resentan en la siguiente tabla.

A@+" Tie*%o Lodo Tie*%o

Medición 1 Medición 1

Medición $ Medición $

Medición  Medición 

Proedio Proedio

8) PREGUNTAS

 XAué consecuencias acarrearía una Hiscosidad alta del uido de 'erforación en el sistea de control de sólidosY

 XAué es la Hiscosidad absolutaY

 Liste las 'artes ue confora el sistea de circulación

 "egOn su criterio XAué ti'o de uido es el 'etróleo neWtoniano o no neWtonianoY E'liue.

 X/uáles son los tie'os de recoendados con los ue se 'uedan trabaJar en la Hiscosidad de ebudoY

9) BIBLIOGRAFÍA

 "c#eitler K$%%8; =Probeta graduada> K2rgentina; recu'erado de #tt'<WWW.sc#eitler.co.arProductos'robetasdeHidrioP/"%$ %1%8.as' K$%1&%$$3;

 "c#luberger K"F; =Ebudo de Mas#> recu'erado de #tt'<WWW.glossar(.oileld.slb.coes*ersars#Zfunnel.as' K$%1&%8%$;

$ niHersidad de 7ulia %&'()*, “Clasi+cación de los Fluidos de

(21)

Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación 1C

#tt's<seinariolu!'etroleo.les.Word'ress.co$%1$11clasicac icbndelosuidosde'erforacicbn.'df K$&%$$%1&;

$ 2"MEK$%%&; “rillin Fluids Processin -andboo.” % .".2; Pág.

1& V 15.

(22)

-1; TÍTULO! :REOLOGÍA  GELES; 2) OB<ETI=OS

2.1) O>eti?o @ene&"#!

-eterinar la ca'acidad de li'ie!a ( sus'ensión del uido con base a sus 'ro'iedades reológicas.

2.2) O>eti?o( e(%eo(!

• ,bserHar el cabio de las 'ro'iedades reológicas del uido de

'erforación al Hariar la te'eratura.

• E'licar las funciones del uido de 'erforación afectadas 'or el

cabio de las 'ro'iedades reológicas

• +eHisar los conce'tos de las diferentes Hiscosidades.

3) EQUIPO  MATERIALES! =i(o(*et&o &ot"ti?o

Los Hiscosíetros de indicación directa son instruentos de ti'o rotatiHo accionados 'or un otor. El uido de 'erforación está contenido dentro del es'acio anular entre dos cilindros concéntricos. El cilindro eterior o anguito de rotor es accionado a una Helocidad rotacional constante. La rotación del anguito de rotor en el uido i'one un torue sobre el balancín o cilindro interior. n resorte de torsión liita el oHiiento del balancín ( su des'la!aiento es indicado 'or un cuadrante aco'lado al balancín.

El Hiscosíetro con el ue se cuenta en el laboratorio es un Hiscosíetro ,te odelo C%% e'lea un transductor 'ara edir el ángulo de rotación en una uestra de uido. Para un sistea totalente autoati!ado de control ( aduisición de datos adecuado 'ara a'licaciones de inHestigación el @iscosíetro Modelo C%% 'uede estar conectado a un ordenador a traHés de un 'uerto serie K+"$$;. K,te;

(23)

Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación $1

') MARCO TEÓRICO Reo#o@"

La +eología es el estudio de la deforación ( el uJo de la ateria. =i(o(id"d

La Hiscosidad es una edida de la resistencia ofrecida 'or la ateria a una fuer!a deforante. La Hiscosidad de corte Ko si'leente =Hiscosidad>; de los uidos de 'erforación es la 'ro'iedad a(orente onitoreada ( controlada. "e cree ue la trans'orte de los recortes en un uido de 'erforación es 'rinci'alente una función de la Hiscosidad ( de sus características de #uectabilidad.

La Hiscosidad de corte está denida '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 Pasec Ktabién 1 d(nasecc$_;.

(24)

EI esfuer!o de corte Kt; es la fuer!a reuerida '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 Klb1%% 'ies$; reueridas 'ara antener la Helocidad de corte.

=e#oid"d de Co&te )

Es la Helocidad relatiHa de una láina ad(acente a otra diHidida entre la distancia entre abas.

γ =V 2−V 1 d

-onde<

(U @elocidad de corte en segundos recí'rocos @$U @elocidad en la /a'a 4 K'iess;

@1U @elocidad en la /a'a 2 K'iess; d U -istancia entre 2 ( 4 K'ies;

La Helocidad de corte es igual a la Helocidad rotacional K+PM; del Hiscosíetro ulti'licado 'or 1.8%. Este factor de deriHa de la geoetría del anguito ( del balancín del Hiscosíetro

[email protected] F+e&$" de o&te =i(o(id"d e4eti?" He)

La Hiscosidad efectiHa K^e; de un uido es la Hiscosidad de un uido baJo condiciones es'ecícas. Estas condiciones inclu(en la Helocidad de corte la geoetría 'or donde u(e el uido la 'resión ( la te'eratura. La ecuación 'ara el cálculo de la Hiscosidad efectiHa es la siguiente<

µ_e=

300_θ

x

rpm

(25)

Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación $

La Hiscosidad a'arente está indicada 'or la indicación del Hiscosíetro de Iodo a %% +PM K θ300 ; o la itad de la indicación del Hiscosíetro a

5%% +PM K θ600 ;. La ecuación 'ara el cálculo de la Hiscosidad a'arente

es la siguiente<

µ_a=θ600

2

=i(o(id"d %#(ti" =P)

Es la Hiscosidad ue resulta de la fricción ecánica entre<

• "ólidos

• "ólidos ( líuidos • Líuido ( líuidos

Esta Hiscosidad de'ende de la concentración taaQo ( fora de los sólidos 'resentes en el uido. "e ide en centi'oises. "e controla con eui'os ecánicos de control de sólidos. Este control es indis'ensable 'ara eJorar el co'ortaiento reológico ( sobre todo 'ara obtener altas tasas de 'enetración K+,P;.

na baJa Hiscosidad 'lástica cobinada a un alto 'unto cedente 'erite una li'ie!a efectiHa del #o(o con alta tasa de 'enetración.

PV (cP)=θ600−θ300

n auento de la Hiscosidad 'lástica 'uede signicar un auento en el 'orcentaJe en Holuen de sólidos una reducción del taaQo de las 'artículas de los sólidos un cabio de la fora de las 'artículas o una cobinación de estos efectos. /ualuier auento del área su'ercial total de los sólidos e'uestos se reeJará en un auento de la Hiscosidad 'lástica. Por eJe'lo en una 'artícula sólida ue se 'arte 'or la itad el área su'ercial e'uesta cobinada de los dos tro!os será ás grande ue el área su'ercial de la 'artícula original.

na 'artícula 'lana tiene ás área su'ercial e'uesta ue una 'artícula esférica del iso Holuen. "in ebargo la a(oría de las Heces el auento de la Hiscosidad 'lástica resulta del auento en el 'orcentaJe de sólidos. Esto 'uede ser conrado ediante los cabios de densidad (o el análisis en retorta. 2lgunos de los sólidos contenidos en el uido están 'resentes 'orue fueron aQadidos intencionalente. P+nto edente IELD POINT)

(26)

EI (ield 'oint KBP; es la resistencia inicial al uJo causada 'or fuer!as electroagnéticas entre las 'artículas. Estas fuer!as electroagnéticas son debidas a las cargas en la su'ercie de las 'artículas dis'ersas en la fase liuida. EI 'unto cedente es una edida de estas fuer!as baJo condiciones de uJo ( es de'endiente de<

• Las 'ro'iedades de la su'ercie de los sólidos contenidos en el

Iodo.

• La concentración en Holuen de estos sólidos.

• El abiente iónico del líuido ue rodea los sólidos.

El (ield 'oint se ide en lb1%% ft$ ( se calcula con la siguiente ecuación<

YP=_θ₃₀₀−_VP

n auento en el BP causaría un increento de la Hiscosidad del uido de 'erforación.

Ti%o( de F#+ido(

F#+ido( neJtoni"no(

Para los uidos neWtonianos coo el agua 'ura o el aceite la Hiscosidad 'eranece constante 'ara todas las Helocidades de corte a condiciones de te'eratura ( 'resión constante en estos uidos el esfuer!o de corte es directaente 'ro'orcional a la Helocidad de corte.

La Hiscosidad de un uido neWtoniano es la 'endiente de la recta ue se fora al gracar el esfuer!o de corte Hersus la Helocidad de corte. El esfuer!o de cedencia de un uido neWtoniano sie're será cero K%;.

(27)

Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación $&

[email protected] E(4+e&$o de o&te ?( =e#oid"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 coo Hiscosidad efectiHa.

[email protected] E(4+e&$o de o&te ?( =e#oid"d de o&te %"&" +n K+ido no neJtoni"no

(28)

Los uidos no neWtonianos se clasican en dos grandes gru'os<

• 2uellos cu(as 'ro'iedades son inde'endientes del tie'o • Fluidos 4ing#a'lásticos

• Fluidos seudo 'lásticos • Fluidos dilatantes

• 2uellos cu(as 'ro'iedades son de'endientes del tie'o • Fluidos tiotró'icos

Mode#o( Reo#,@io(

Mode#o Bin@"*%#(tio(

El odelo de FluJo Plástico de 4ing#a es el odelo reológico ateático ás a'liaente usado en el ca'o 'etrolero. *odos los datos son generados a 5%% ( %% r' en un Hiscosíetro rotatiHo.

Estos uidos 'roducen una línea recta coo 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 llaada ='unto cedente de 4in#a>. Mateáticaente el odelo de le( de 'otencia se e'resa coo<

τ =YP_B+VPθ₃₀₀

-onde<

YP_B _{U 'unto cedente de 4ing#a}

@PU Hiscosidad 'lástica

(29)

Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación $8

Fi@.' E(4+e&$o de o&te ?( =e#oid"d de o&te %"&" Mode#o P#(tio de Bin@"*

Mode#o de #e e%oneni"#

El odelo de Le( E'onencial asue ue el oHiiento del uido se iniciará inediataente cuando se a'liue cualuier esfuer!o cortante entonces el odelo 'redice ue una He! se #a iniciado el oHiiento 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. Mateáticaente el odelo de le( de 'otencia se e'resa coo<

τ = ! γ n

-onde<

_U índice de consistencia

NU índice de co'ortaiento de uJo /álculo de n ( _ n=3.32logθ600 θ₃₀₀ ! =1.067 θ₃₀₀ 511n Klb1%%'ie$; Esfuer!o de /orte K\;

(30)

[email protected] E(4+e&$o de o&te ?( =e#oid"d de o&te %"&" Mode#o de Le E%oneni"#

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'ecialente en uidos de base 'olíero.

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 siilar al odelo Plástico de 4ing#a 'ero en enor grado el odelo de Le( E'onencial 'redice eactaente el co'ortaiento del uido a tasas de corte altas 'ero uestra un argen de error a tasas de corte baJas.

Mode#o de #e e%oneni"# *odi"do

Este odelo cobina as'ectos teóricos ( 'ráctico de los odelos Plástico de 4ing#a ( Le( E'onencial. En este odelo los Halores de n ( k son siilares a los deriHados del odelo de la Le( E'onencial. El odelo asue ue los uidos reuerirán una cierta cantidad de esfuer!o a'licado antes ue se inicie el oHiiento ( 'ara los uidos ue 'resenten esfuer!o de cedencia K(ield stress; los Halores de n ( _ serán diferentes.

@elocidad de

(31)

Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación $C

Fi@./ E(4+e&$o de o&te ?( =e#oid"d de o&te %"&" Mode#o de Le E%oneni"# Modi"do

Para Fluidos de Le( E'onencial Modicada la e'resión ateática es<

τ =τ 0+ ! γ n

-onde _ U índice de consistencia

n U índice de co'ortaiento de uJo

El Halor τ 0 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 aunue el Halor calculado es diferente.

/uando n U 1 EI odelo se conHierte en el Modelo Plástico de 4ing#a

τ 0 U % El odelo se conHierte en el Modelo de Le(

E'onencial

El odelo funciona 'ara lodos base agua ( base aceite (a ue abos 'resentan un co'ortaiento adelga!ante ( 'resentan esfuer!os cortantes a tasas de corte cero.

El 'roblea con el odelo es ue el cálculo de n _ ( τ 0 es u( co'leJo.

Esfuer!o de

Punto de cedencia o Esfuer!o de

@elocidad de

(32)

[email protected] Co*%"&"i,n de #o( Mode#o( Reo#,@io(

-) 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'ercie del lodo al niHel de la línea tra!ada en el anguito del rotor.

$. 2rrancar el otor colocando el conutador en la 'osición de alta Helocidad a 5%% +PM. Es'erar ue el cuadrante indiue un Halor constante ( registrar la indicación obtenida a 5%% +PM. /abiar las Helocidades solaente cuando el otor está en arc#a.

. 2Justar el conutador a la Helocidad de %% +PM. Es'erar ue el

cuadrante indiue 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'roiadaente 1& segundos ( leHantar lentaente el ecaniso de cabio de Helocidad #asta la 'osición neutra.

(33)

Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación 1

. Poner el conutador en la 'osición de baJa Helocidad ( registrar las unidades de deeión áia en "b/100_#t2 _{coo esfuer!o de gel}

inicial. "i el indicador del cuadrante no HuelHe a 'onerse a cero con el otor a'agado no se debe re'osicionar el conutador.

3. +e'etir las eta'as 1 ( $ 'ero deJar un tie'o de 1% ( % inutos ( luego 'oner el conutador en la 'osición de baJa Helocidad ( registrar las unidades de deeión áia coo esfuer!o de gel a los tie'os encionados. Indicar la te'eratura edida.

1; /on los datos obtenidos calcular la Hiscosidad 'lástica el 'unto cedente ( Hiscosidad a'arente

$; +eali!ar los grácos se Hiscosidad Hersus te'eratura ( anali!ar del iso.

@iscosidad Punto cedente *e'eratura

8) PREGUNTAS

 X/óo 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 "#earoetro ( 'ara ué sirHeY

 XAué ti'o de containación 'uede 'resentarse si se co'rueba un increento en la Hiscosidad del uido de 'erforaciónY

9) BIBLIOGRAFÍA

 Instituto 2ericano del 'etróleo “"anual de #uidos de perforación”, K-allas *eas; /a'itulo  Pág .&.

 ,te K"F; =@iscosíetro +otatiHo> recu'erado de #tt'<WWW.ote.co'roducts'roduct$$$:odelC%% K$%1&%8 1&;

(34)

$ Fred( Guarac#i Laura K"F; “Guía de Fluidos de Perforación y Laboratorio”  Pág. $3 V 3$.

 Issuu K$%%1; =-idr/ulica del Fluido de Perforación”, +ecu'erado

de< #tt'<issuu.cobilioHirtualdocs#idraulicadeuidode 'erforacion K $%1& V %8 V $$;

(35)

Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación 

PRÁCTICA No. /

5; TÍTULO! :S,#ido( tot"#e(  #+ido(; 2) OB<ETI=OS

2.1) O>eti?o @ene&"#!

-eterinar el contenido en 'orcentaJe de líuidos ( sólidos de un uido de 'erforación.

2.2) O>eti?o( e(%eo(!

• -eterinar el 'orcentaJe en Holuen de los sólidos de alta ( baJa

graHedad es'ecica.

• 2nali!ar la i'ortancia de obtener una adecuada edición del

contenido de agua aceite ( sólidos.

• /onocer el funcionaiento ( a'licación del eui'o de retorta.

3) EQUIPO  MATERIALES!

• _it de +etorta co'leto

Está co'uesta 'or una cáara aislante con ca'acidad de calefacción un cilindro contenedor de la uestra una cáara de eHa'oración un condensador ( una 'robeta graduada. na He! terinado el 'roceso se deterina la cantidad de líuidos ( sólidos contenidos en un uido de 'erforación.

(36)

• Lana de acero na KHiruta;

• Lubricante de alta te'eratura • Li'ia tubos

') MARCO TEÓRICO '.1) Re#"ione(

Es una re'resentación ateática de la 'ro'orcionalidad directa o inHersa entre dos o ás cantidades. La 'ráctica de deterinación de sólidos ( líuidos 'resentes en un uido de 'erforación 'erite denir Harias relaciones i'ortantes 'ara eHaluar la calidad del iso. Las relaciones ás i'ortantes anali!adas en este ensa(o son<

Re#"i,n Pet&,#eo  A@+" RPA)

Es la relación eistente entre los 'orcentaJes de 'etróleo ( agua ue se tienen en un uido de 'erforación. Es tabién conocida coo la relación aceite V agua K+22;

Re#"i,n S,#ido  Pet&,#eo RSP)

Es la relación eistente entre el contenido 'orcentual de los sólidos ( de aceite 'resentes en un uido de 'erforación.

Re#"i,n (,#ido  "@+" RSA)

"iilar al conce'to +"P es la relación eistente entre el contenido 'orcentual de los sólidos ( de agua en un uido de 'erforación.

Contenido de (,#ido(

En un uido de 'erforación eisten sólidos deseables coo la arcilla la barita ( sólidos indeseables coo ri'ios ( arenas los cuales deben ser eliinados del sistea. "i los sólidos no deseables no son eliinados del sistea 'uede eistir efectos negatiHos sobre el lodo tales coo<

• Iincreento del 'eso del uido de 'erforación. • 2lteraciones de las 'ro'iedades reológicas.

• 2uento en el ltrado ( foración de un reHoue deciente.  2tascaiento diferencial

 +educción de la Hida Otil de la broca ( un auento en el desgaste de la boba del lodo.

 Ma(or 'érdida de 'resión debido a la fricción

(37)

Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación &

Los sólidos ( sus HolOenes tabién afectan los costos del lodo ( del 'o!o (a ue inu(en en factores coo la Helocidad de 'enetración K+,P; la #idráulica el torue ( el arrastre las 'resiones de surgencia ( 'istoneo entre otros.

Los sólidos 'erforados co'uestos de rocas ( arcillas de baJo rendiiento se incor'oran en el lodo. tili!ando el eui'o de control de sólidos se trata de eliinar los sólidos 'resentes sin ebargo esto es casi i'osible. Por lo encionado los sólidos deben ser considerados coo containantes constantes de un sistea de lodo.

Por otra 'arte con el eui'o ( las 'rácticas adecuadas es factible controlar el ti'o ( la cantidad de los sólidos 'resentes en el sistea de lodos en un niHel ue 'erita una 'erforación eciente.

-) PROCEDIMIENTO.

 -esontar la retorta.

 Medir la densidad del lodo.

 Llenar la cáara de eHa'oración con Hiruta #asta el to'e con la nalidad de atra'ar los sólidos ue se obtienen des'ués de la Ha'ori!ación.

 Lubricar las roscas de la co'a con una cantidad a'reciable de aceite de alta te'eratura.

 Ensablaos la celda de Ha'ori!ación con la ta'a ( la co'a 'esaos en la balan!a digital ( anotaos la edida.

 Llenar la co'a con el uido a 'robar casi #asta el niHel áio. /olocar la ta'a de la co'a girando reente ( escurriendo el eceso de uido 'ara obtener el Holuen eacto.

 Li'iar el uido derraado sobre la ta'a ( la rosca.

 Ensablaos nueHaente con la celda de Ha'ori!ación 'esaos ( anotaos la edida.

 2co'laos la celda con el condensador

 2tornillar el tubo de drenaJe dentro del oricio en la etreidad del condensador asentándolo reente.

 /olocar el ensablaJe anterior en la cáara aislante.  "ituar una 'robeta en la 'arte inferior del condensador.  2segurar el eui'o con las abra!aderas

o Modelo $+< aseguraos ( enc#ufaos el cable de

alientación

o Modelo< ingresaos un Halor de te'eratura

Ka'roiadaente :%`/; aseguraos ( conectaos.  Mantener la unidad encendida #asta ue terine la Ha'ori!ación.  *oar en cuenta ue ientras dure el 'roceso la lá'ara 'iloto

'eranecerá encendida Klu! roJa; ( cuándo el 'roceso terine se a'agará autoáticaente.

(38)

 Es'erar ue el eui'o se enfríe.

 -esontar el eui'o ( 'esar nueHaente el ensablaJe de la co'a ( la cáara de Ha'ori!ación ( toar nota.

/) PARTE E0PERIMENTAL Medid"( to*"&!

Pe(o Re%&e(ent"i,n

Peso del lodo 2

Peso de la co'a aco'lada a la cáara de Ha'ori!ación. Ksin ingresar el lodo;

4 Peso de la co'a aco'lada a la cáara de

Ha'ori!ación. Kdes'ués de ingresar el lodo;

/ Peso de la co'a aco'lada a la cáara de

Ha'ori!ación luego de terinado el 'roceso de Ha'ori!ación

-F,&*+#"(!

-ensidad del lodo Kgc_;< S$_L%&%= peso de" "odo

(

"b

ga"'n

)

(0.11994

Graos de lodo en la retorta< gde"odo=Va"or C −Va"orB

Graos o c_{de agua destilada<} gdeaguadesti"ada=Va"orC −Va"or&

PorcentaJe en Holuen de sólidos<

)racci'nde s'"idos=(C −B)−S$ L%&%((C − &) C −B

*s'"idos=100( #racci'n +o"umtrica des'"idos

8) PREGUNTAS

 XPor ué es necesario conocer la cantidad de sólidos 'resentes en el lodoY

(39)

Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación 8

 X/uál es el 'eso de lodo a'ro'iado 'ara no daQar una foración 'roductora en EcuadorY

 XAué es ( cóo se 'roduce el atascaiento diferencialY

 XAué función del lodo se He afectada 'or la 'resencia de sólidosY  "i #ace dos 'ruebas de retorta 'aralelaente con dos uidos de

diferente 'eso X/uál contiene a(or cantidad de sólidosY

9) BIBLIOGRAFÍA

$ niHersidad de 7ulia %&'()*, “Clasi+cación de los Fluidos de

Perforación” K@ene!uela; +ecu'erado de

#tt's<seinariolu!'etroleo.les.Word'ress.co$%1$11clasicac icbndelosuidosde'erforacicbn.'df K$&%$$%1&;

$ 2"MEK$%%&; “rillin Fluids Processin -andboo.” % .".2; Pág.

(40)

PRÁCTICA No. 8

$; TÍTULO! :FILTRADO API; 2) OB<ETI=OS

2.1) O>eti?o @ene&"#!

-eterinar el Holuen de ltrado ( el es'esor de la costra forada 'or un uido de 'erforación soetido a un diferencial de 'resión.

2.2) O>eti?o( e(%eo(!

• /onocer la i'ortancia de controlar el Holuen ltrado #acia la

foración.

• ,bserHar la costra de lodo ( sus características.

• 2'render el correcto uso de la 'rensa ltro ( coo eHaluar los

resultados obtenidos. 3) EQUIPO  MATERIALES!

(41)

Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación C

Fig. 1 Prensa Filtro

Fig. $ /elda

Es un eui'o ue consta de una celda de lodo arada coo se uestra en la gura  un so'orte donde se coloca la celda una ta'a su'erior de la celda ue se encuentra conectada a una anguera ue 'erite la coneión con un tanue de nitrógeno a traHés del cual se 'resuri!a la uestra con un diferencial de 'resión denido ( un tornillo en * en la

(42)

'arte su'erior del so'orte ue 'erite Jar la ta'a 'reHio a la 'resuri!ación. • *anue de Nitrógeno. • Pa'el ltro • /ronoetro • Probeta graduada de 1% l ') MARCO TEÓRICO Fi#t&"do API

Para la 'rueba 2PI de 'érdida de uido a baJa te'eratura ( baJa 'resión se e'lea un ltro 'rensa 2PI estándar 'resuri!ado #asta un diferencial de 1%% 'si. La 'resión es generada 'or un gas no inaable Knitrógeno;. El ltrado se ide en l% inutos.

Fi#t&"i,n

2cción ediante la cual la 'resión diferencial #ace ue la fase líuida de l lodo de 'erforación ingrese en una foración 'ereable.

2l eistir la ltración las 'artículas sólidas son detenidas ( foran un reHoue o ca'a de sólidos de lodo de'ositada en las 'aredes del #o(o. "i la fase líuida del lodo contiene un líuido iniscible las gotas del líuido iniscible tabién se de'ositarán en el reHoue ( contribuirán al control de ltración.

 C#"(i"i,n

o Filtración estática o Filtración -ináica

Fi#t&"i,n E(tti"!

,curre cuándo se detiene la 'erforación durante las coneiones los HiaJes o cuando el uido no está circulando estas 'ruebas son u( ecaces 'ara eHaluar las tendencias globales de ltración del lodo ( en cierto odo 'ro'orcionan una indicación de las características de la ltración dináica de uJo lainar.

Fi#t&"i,n Din*i"!

,curre ientras el uido de 'erforación está circulando la diferencia con la ltración estática consiste en ue el lodo en oHiiento eJerce una acción erosiHa sobre la foración la cual no se 'resenta cuando el lodo está en re'oso.

La tasa de erosión de'enderá 'rinci'alente del 'atrón de uJo Klainar o turbulento; ( de las características isas de la foración.

(43)

"e reere a la Helocidad relatiHa a la cual el líuido se 'ierde 'or ltración.

L" Le de D"&

"e a'lica al uJo de uidos a traHés de ateriales 'ereables Karena arenisca o reHoue;

Puede ser usada 'ara establecer la relación entre la tasa de ltración ( la 'ereabilidad su'ercie de la sección transHersal 'resión diferencial Hiscosidad del ltrado ( es'esor del reHoue.

"e dene coo< -=k ( A ( . P_{/( 0} -onde

 A< caudal de ltrado Kcs;  _< Pereabilidad Kdarc(;

 P< diferencial de 'resión Kat;  ^< Hiscosidad

 #< es'esor del reHoue Kc;

 2< su'ercie de la sección transHersal Kc$; Re?o+e  o(t&"

/a'a de sólidos ue se fora en las 'aredes del #o(o idealente la costra debe ser de es'esor u( 'eueQo e i'ereable. /uando estas características no se cu'len 'ueden 'resentarse 'robleas durante la 'erforación del 'o!o ( eHaluación de la foración. 2lgunos de estos 'robleas se encionan a continuación<

 Es'esor< Factor Hital en los 'robleas relacionados con los #o(os a'retados torue arrastre ( 'ega de tubería. En un lodo el es'esor de la costra es 'ro'orcional a la 'érdida de ltrado ( está relacionado con el contenido de sólidos.

 Pereabilidad< /ontrola la ltración estática ( dináica. "i la 'ereabilidad es alta el Holuen de ltrado será alto esto increenta la longitud de la !ona daQada KinHadida; ( 'or lo tanto diculta la correcta eHaluación de la foración con registros eléctricos a #o(o abierto. Para controlar la 'ereabilidad se utili!an ciertos aditiHos conocidos coo controladores de ltrado. Cont&o#"do&e( de #t&"do

(44)

2ditiHos utili!ados 'ara controlar la 'érdida relatiHa del uido a traHés de una costra #acia las foraciones 'ereables cuando el uido de 'erforación está soetido a una 'resión diferencial.

EJe'los< • 2rcillas • Políeros • 2lidón • /arboietilcelulosa de "odio K/M/; A&i##"(!

La bentonita de calidad 2PI es la arcilla 'rinci'al ue se usa en los uidos de 'erforación base agua. /oo controlador de ltrado tiene uno de los ás altos rendiientos ( es una de las arcillas ás #idratables del undo.

Po#*e&o(!

Pueden Hariar de alidones naturales ( celulosa odicada a 'olíeros sintéticos co'licados ca'aces de 'ro'orcionar el control de ltración a te'eraturas eleHadas ( en condiciones adHersas. Estos 'olíeros a Heces se clasican segOn su acción dentro de un sistea de lodo así coo tabién segOn su co'osición uíica.

-) PROCEDIMIENTO.

• 2rar la 'arte inferior de la celda con el 'a'el de ltro en su lugar.

KFig. ;.

• Llenar la celda con &% l del lodo.

• 2rar la 'arte su'erior de la celda KFig. ; colocarla dentro del

so'orte ( aJustar la ta'a su'erior con el tornillo * KFig. ;.

• /olocar una 'robeta debaJo del tubo de ltrado de la celda.

• /errar la HálHula de aliHio ( aJustar el regulador 'ara ue sea a'licada

una 'resión de 1%%  & Psi.

• Mantener la 'resión durante % inutos registrando el tie'o ue

deora en llenarse cada 1 l de ltrado en la 'robeta.

• /errar el uJo con el regulador de 'resión ( abrir con cuidado la

HálHula de aliHio.

• -es'ués de ue la 'resión #a sido descargada retirar la celda del

so'orte.

• -esarar la celda ( uitar el lodo.

• "acar con cuidado el 'a'el ltro el iso ue contiene la costra de

lodo.

• -eJar la costra de lodo sobre el 'a'el ( laHar ligeraente con el agua

'ara uitar todo eceso de lodo.

(45)

Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación 3

• @ericar el Holuen total de ltrado recolectado.

• /o'arar el es'esor de la costra de lodo toando en cuenta ue un

buen es'esor es de a'roiadaente 1$ 'ulg. Escribir las características de la costra ue se 'uede obserHar.

• +eali!ar la curHa *ie'o Hersus @oluen de ltrado ( anali!arla.

8) PREGUNTAS

 X/uáles son las desHentaJas de tener ltrado ecesiHo en la foraciónY

 X/óo disinuiría la cantidad de ltradoY

 XAué ocurriría si la costra de lodo es u( delgada ( ue ocurriría si es deasiado gruesaY

 XAué características debe tener una buena costraY

 X/uáles son las diferencias entre la Prensa Filtro 2PI ( la Prensa )P )*Y

 XPor ué usaos gas nitrógeno 'ara reali!ar la 'ruebaY XAué otro gas o uido se 'odría usarY

9) BIBLIOGRAFÍA

 4aroid K$%%%; “"anual de #uidos”, K)ouston; /a'itulo & Pág 3

3&.

 Instituto 2ericano del Petróleo K$%%1; =Manual de uidos de 'erforación> K*eas; /a'ítulo  Pág. :.

PRÁCTICA No. 9

(46)

2) OB<ETI=OS

2.1) O>eti?o @ene&"#!

-eterinar la concentración total de sólidos reactiHos 'resentes en el uido.

2.2) O>eti?o( e(%eo(!

• -eterinar la cantidad de bentónica euiHalente 'resente en el

uido de 'erforación.

• Inter'retar los cabios de M4* en un uido.

• -eterinar la ca'acidad de intercabio catiónico de las arcillas

'resentes. 3) EQUIPO  MATERIALES! • Frasco Erlene(er • ?eringa 1% l • Pi'etas • /ilindro eléctrico • @arilla agitadora • /alentador eléctrico • 2gua destilada

• "olución de a!ul de etileno

• "olución de 'eróido de #idrógeno  • Pa'el de ltro 2PI

') MARCO TEÓRICO

La 'rueba M4* KMet#(lene 4lue *est; 'ro'orciona la concentración total de los sólidos arcillosos ue contienen el uido es decir la concentración de los sólidos arcillosos coerciales agregados Kbentonita; ( la concentración de sólidos arcillosos a'ortados 'or la foración.

La Prueba de 2!ul de Metileno KM4*; es un indicador de la /E/ Kca'acidad de intercabio catiónico; a'arente de una arcilla. /uando se reali!a esta 'rueba sobre un lodo se ide la ca'acidad total de intercabio de a!ul de etileno de todos los inerales arcillosos 'resentes en el lodo.

La /E/ está e'resada en ilieuiHalentes 'or 1%% g de arcilla seca Ke1%% g;. La /E/ de la ontorillonita está co'rendida dentro del rango de :% a 1&% e1%% g de arcilla seca. La /E/ de las ilitas (

(47)

Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación 3&

cloritas es de a'roiadaente 1% a 3% e1%% g ( la /E/ de las kaolinitas es de a'roiadaente  a 1% e1%% g de arcilla.

Noralente se registra la /a'acidad de 2!ul de Metileno KM4/; coo cantidad euiHalente de bentonita de S(oing reuerida 'ara obtener esta isa ca'acidad.

Es i'ortante notar ue la 'rueba no indica directaente la cantidad de bentonita 'resente. "in ebargo la cantidad a'roiada de bentonita ( sólidos en el lodo 'uede ser calculada basándose en el #ec#o de ue los sólidos de 'erforación norales tienen una /E/ euiHalente a 1C de la /E/ de la bentonita ( si se calcula la cantidad de sólidos de 'erforación 'resentes en el lodo a 'artir de un análisis de retorta. Este cálculo a'roiado de la cantidad de bentonita aQadida ( sólidos de 'erforación 'uede ser ás 'reciso cuando se ide la M4/ de los recortes de 'erforación. Este 'rocediiento 'uede ser Otil 'ara eHaluar la cantidad ( la calidad de las arcillas en el lodo.

-) PROCEDIMIENTO.

 Poner 1 l de la uestra de uido en el Erlene(er  2gregar 1% l de agua destilada en el frasco

 2gitar 'ara ue dis'erse la uestra

 2gregar 1& l de la solución de 'eróido de #idrogeno  2gregar %& l de ácido sulfOrico a la e!cla

 /olocar el frasco sobre el calentador #asta ue la e!cla #ierHa deJar a calor baJo durante 1% inutos

 +etirar el Erlene(er del calentador ( diluir la e!cla a &% l con agua destilada

 -eJar enfriar

 2gregar %& l de a!ul de etileno  2gitar el frasco durante $% segundos

 *oar una gota de la e!cla ( 'onerla en el 'a'el ltro Si #" @ot" L+e@o

Fora un #alo a!ul /ontinuar con los 'asos des'ués de esta tabla No fora #alo a!ul +e'etir los  'asos anteriores

 +egistrar el Holuen de solución de etileno usada 'ara alcan!ar el HiraJe de color.

(48)

• /alcular el /E/ del 2!ul de etileno

C1C (sistemaing"es"b/bb")=

(

cm 3 dea2u" demeti"eno cm3de"odo

)

C1C

(

sistemam,trico !g/m3

)

=

(

cm 3 dea2u" de meti"eno cm3de"odo

)

• /alcular el contenido euiHalente de bentonita

3BC (sistemaing"es"b/bb")=(C1C )∗5

3BC

(

sistemamtrico!g/m3

)

=(C1C )∗14

8) PREGUNTAS

• XAué es la bentonita ( cuál es el uso dentro la elaboración de un

uido de 'erforaciónY

• X/uántos ti'os de arcillas #a( ( cuáles sonY • X/uál es la denición de #idratación de arcillasY • XAué son las illitas cloritas ( las kaollinitasY • XAué 'robleas causan las IllitasY

• XAué 'ro'iedades ( funciones del uido de 'erforación se Hen

afectados 'or un M4* altoY 9) BIBLIOGRAFÍA

• 2PI +. K$%%;. 141. +ecoended Practice "tandard Procedure

for Field *esting Sater4ased -rilling Fluids.

• "c#luberger K$%1&; =Capacidad de 0nterca1bio Catiónico”,

+ecu'erado de<

#tt'<WWW.glossar(.oileld.slb.coes*ersccationZec#angeZca 'acit(.as'Y'U1K $%1& V 11 V 15;

• Inte 4. ). K1CC:;. Manual de Ingeniería de Fluidos de Perforación.

(49)

PRÁCTICA No. 

:; TÍTULO! :DUREZA DE CALCIO  TOTAL; 2) OB<ETI=OS

2.1) O>eti?o @ene&"#!

-eterinar la concentración de iones de calcio ( agnesio en un uido base agua

2.2) O>eti?o( e(%eo(!

• -eterinan la concentración en '' de calcio 'resente en el

uido de 'erforación.

• Identicar 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 etilendiainotetraacético KE-*2; K@ersanato

Estandar; %%1M

• "olución aortiguadora fuerte K#idróido aónicocloruro

aónico;

• "olución de Indicador /alagite • Probeta

• Pi'etas graduadas de 1l &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 coo gl. La dure!a es a'ortada 'rinci'alente 'or iones de calcio ( agnesio aunue otros cationes 'ueden inuir.

(50)

El calcio es un containante de los uidos base agua ue afecta las 'ro'iedades del uido ( disinu(e el rendiiento de las arcillas. -ebe ser tratado con carbonato de sodio 'ara 'reci'itarlo coo 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'roiadaente $% l de agua destilada al reci'iente de Haloración

 2Qadir 1l del agua o ltrado a 'robar

 2Qadir 1 l de solución aortiguadora fuerte Kbase de N)3,);

 2Qadir unas %.& gr del indicador de calcio K/alHer II; o 5 gotas de calagite ( 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 continuaente #asta ue la uestra se HuelHa a!ul sin ue uede ningOn rastro de roJo.

(51)

Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación 3C

(52)

(53)

Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación &1

(54)

(55)

Guía de Prácticas de Fluidos de Perforación &

(56)

 +egistrar el nOero de l de solución de Hersenato utili!ados. /) PARTE E0PERIMENTAL

• /alcular la dure!a total coo /a$T ( coo /a/,

2+¿

(

mg "

)

= m" deVersenato 1st4ndar∗400 m"demuestra &ure2atota" comoCa¿ CaC%3

(

m" "

)

= m" de Versanato 1st4ndar∗1000 m" demuestra 8) PREGUNTAS

• X2 ué se reere con dure!aY

• X/uáles son las 'rinci'ales sales ue afectan a la dure!a del agua

o de un ltradoY