CONTROL DE SÓLIDOS EN FLUIDOS DEPERFORACIÓN

IMPORTANCIA EN EL CONTROL DE SOLIDOS

•D i s m i n u c i ó n s i g n i f i c a t i v a d e l a t a s a d e p e n e t r a c i ó n ( RO P ) . Densidad•A u m e n t a e l D a ñ o a l a f o r m a c i ó n . Yacimiento•A c e l e r a c i ó n d e l d e s g a s t e d e l o s e q u i p o s , h e r r am i e n t a s y d i s m i n u c i ó n d e l a v i d a d e l a m e c h a. C u r v a d e P e r f o r a c i ó n•D i s m i n u c i ó n d e l a e f i c i e n c i a e n l a c e m e n t a c i ó n . P é r d .d e F l u i d o•P e g a d e t u b e r í a•A u m e n t o d e l T o r q u e y A r r a s t r e . Inhibición•A r r e m e t i d a s , p é r d i d a s d e c i r c u l a c i ó n , s u a b e o y s u r g e n c i a .Viscosidad

•A u m e n t o d e c o s t o s p a r a l a d i s p o s i c i ó n d e d e s e c h o s. Ambiente•Permeabilidadreducida.Información.

CLASIFICACION DE LOS SOLIDOS

Sólidos:Toda partícula contenida en los fluidos de perforación. Forma decontrolarlo conociendo su naturaleza físico química.Los lodos son, basicamente dispersión de arcilla en agua o aceite convarios aditivos para proveer las propiedades deseadas,los sólidos quecontienen consisten, en arcillas, aditivos densificante ySolidosperforados

Puntos Claves.•Tamaño.•Gravedadespecífica. (Peso)•Degradación y áreaSuperficial.

TAMAÑO DE LOS SOLIDOS

L a u n i d a d m á s u t i l i z a d a p a r a d e f i n i r a l t a m a ño d e l a s p a r t í c u l a s s ó l i d a s e s e l m i c r o n (m) . 1 m m = 1 0 0 0m.1 p u l g a d a = 2 5 . 4 0 0m.•Cuanto menor es el tamaño de la partícula, mayor esel área de superficie –las partículas de 3 micras de diámetro tienen más de 300 vecesel área de superficie de las partículas de 1000 micras dediámetro por un volumen dado.•Los tamaños más pequeños de partícula provocan : –Interacción mayor de partícula a partícula debido a la colisión departículas (VP) –Mayor atracción de partícula a partícula entre ellas (PC) –Reducción de la cantidad de agua libre

•Sólidos de Baja Gravedad (LGS):- S ó l i d o   a c t i v o .- 2 , 3   - 2 , 6   d e   g r a v e d a d   e s p e c í f i c a .- A l t a   a c t i v i d a d o   c e d e n c i a   ( B e n t o n i t a ) .- E f e c t o   d e b i d o   a   l a s a t r a c c i o n e s   q u í m i c a s   y   s u   p r e s e n c i a f í s i c a (PC)- C o n s i d e r a d o s   i n d e s e a b l e s   e x c e p t o s   p o r   u n a   p e q u e ñ a  f r a c c i ó n para construir el revoque.- S e   c o n t r o l a n m a n t e n i e n d o   e l   M B T p o r   d e b a j o   d e   l o s n i v e l e s   p r e - establecidos.- T i e n e n u n e f e c t o d e b i d o a   s u p r e s e n c i a f í s i c a ( V P )

•Sólidos de alta gravedad específica: (HGS)- S ó l i d o s   i n e r t e s ,   4 , 2- 5 , 2   d e   g r a v e d a d   e s p e c í f i c a

DEGRADACION DE LOS SOLIDOS

•En cuanto se incrementa el area superficial:1 inch = 0,022 ft2.74 Micron= 7,5 ft2.2 Micron = 227 ft2.1 Micron= 554 ft2.•El incremento en el área de superficie origina:Alta Viscosidad,Gelificación•Un (1) Saco de Bentonita cotiene15 millones cuadrados de areasuperficial.

•El proceso de degradación del tamaño es continuo.•

Es posible que 30% o más lleque a ser coloidal.•La atricción siempre es más rápida con pártículas grandes y es un procesomuy lento con partículas extremadamente finas.•Ocurre en: Las bombas centrífugas, Las bombas de lodo, Las sarta deperforación, los chorros de la mecha, Equipos de control de sólidos.•Depende: Tamaño del aditivo, Parámetros de perforación, Tipo de Broca yVelocidad Rotaria, Peso sobre la mecha, Regimen de Flujo, Tipo deFormación, Nivel de Inhibición

DEFINICION DE CLAVES

•Sólidos Coloidales:son los sólidos más dañinos, son tan finos que nose sedimentan en, agua limpia. Tienen un tamaño menor a 2 micrones, no sepueden separar los coloides por un método plenamente mecánico.•Barita:Material densificante, de alta gravedad específica, catalogado comoun sólido reactivo. Tamaño de partículas comprendidas entre6µ y 74µ•Bentonita:Arcilla coloidal hidratable, compuesta en su gran mayoria enmormorillonita sódica. < a 2 µ•Punto de Corte de un Equipo:Define el termino para separarefectivamente el liquido del sólido. Expresado en el tamaño de la partículaque puede ser removido por tamizado o centrifugación

oDILUCIONDILUCIONLa diluciLa dilucióón reduce la concentracin reduce la concentracióón de sn de sóólidos perforados adicionando unlidos perforados adicionando unvolumen al Fluido de perforacivolumen al Fluido de perforacióón.n.ooDESPLAZAMIENTODESPLAZAMIENTOEs la remociEs la

remocióón o descarte de grandes cantidades de Fluido por Fluido nuevn o

descarte de grandes cantidades de Fluido por Fluido nuevocon optimas propiedadescon optimas propiedadesreologicasreologicas..ooPISCINAS DE

ASENTAMIENTO (GRAVEDAD)PISCINAS DE ASENTAMIENTO (GRAVEDAD)Es

la separaciEs la separacióón de partn de partí í culas sculas sóólidas por efecto de la gravedad, debido a llidas por efecto de la gravedad, debido a ldiferencia en la gravedad especdiferencia en la gravedad especí í fica de los sfica de los sóólidos y el llidos y el lí í quido. Depende delquido. Depende deltamatamañño de parto de partí í culas, gravedad especifica y viscosidad del Fluido.culas, gravedad especifica y viscosidad del Fluido.ooSEPARACION MECANICA

oPISCINAS DE ASENTAMIENTOPISCINAS DE ASENTAMIENTO – –TRAMPA DE ARENATRAMPA DE ARENAEs el primer compartimiento localizado en la secciEs el primer compartimiento localizado en la seccióón de remocin de remocióón deln delsistema activo. La trampa de arenasistema activo. La trampa de arenabasicamentebasicamentees un compartimientoes un compartimientode asentamiento que esta localizado directamente debajo de lasde asentamiento que esta localizado directamente debajo de lasTemblorinasTemblorinas. La trampa de arena recibe el Fluido y lo entrega al. La trampa de arena recibe el Fluido y lo entrega alsiguiente tanque por rebose. La trampa de arenasiguiente tanque por rebose. La trampa de arenaactuaactuacomo un aparatocomo un aparatode asentamiento para remover sde asentamiento para remover sóólidos grandes que puedan ocasionarlidos grandes que puedan ocasionartaponamientos en lostaponamientos en loshidrocicloneshidrociclones. Estos grandes s. Estos grandes sóólidos llegan a lalidos llegan a latrampa cuando hay mallas rotas o se ha hecho bytrampa cuando hay mallas rotas o se ha hecho by--pass en laspass en lasTemblorinasTemblorinas..

oS E P A R A C I O N M E C A N I C A S E P A R A C I O N M E C A N I C ASeparaciSeparacióón selectiva de los sn selectiva de los sóólidos perforados del Fluido porlidos perforados del Fluido pordiferencias de tamadiferencias de tamañño y masa. Hay varios tipos de equiposo y masa. Hay varios tipos de equiposlos cuales son diselos cuales son diseññados para operar eficientemente bajoados para operar eficientemente bajocondiciones especificas.condiciones especificas.

El objetivo de diseño de cualquier equipo de control de sólidosEl objetivo de diseño de cualquier equipo de control de sólidoses alcanzar, paso a

paso, la remoción progresiva de los sólidoses alcanzar, paso a

paso, la remoción progresiva de los sólidosperforados. Esto permite que cada equipo optimice elperforados. Esto permite que cada equipo optimice eldesempeño del equipo siguiente. Además, el sistema debedesempeño del equipo siguiente. Además, el sistema debetener la habilidad para diferenciar entre los sólidos perforadostener la habilidad para diferenciar entre los sólidos perforadosyyel valioso material pesante.el valioso material pesante

DILUCION

•Dilución.Ladilucióncomométododecontrolnoremuevesólidossinoquedisminuyesuconcentraciónporelaumentodelafaseliquida.Elaguadispersalossólidosfacilitandosuremociónatravésdelosequiposmecánicos.Elagregadocontinuodeaguasehaceconelfindecompensarladeshidratacióncausadaporlasaltastemperaturasynoparacontrolarlossólidos.Esteprocedimientoalteralaspropiedadesdelfluidoeincrementalosgastosdeaditivosquímicosymayorvolumenparaladisposición

METODOS DE CONTROL MECANICO

•Definición.L a r e m o c i ó n m e c á n i c a e s , s i n l u g ar a d u d a s , e l m e d i o m a s e f i c i e n t e y e c o nó m i c o p a r a s o l u c i o n a r u n p r o b l e m a d e s ó l i d o s .•C o m o s e r e a l i z a .L a r e m o c i ó n m e c á n i c a s er e a l i z a a t r a v é s d e l o s s igu ien tesequ ipos- Z a r a n d a s ( S h a l e S h a k e r s )-Hidrociclones(Desarenador,Deslimador)

- L i m p i a d o r e s d e l o d o ( M u d C l e a n e r )-Centrifugas

ZARANDAS.•Representa la primera línea de defensa.•Remueve la mayor cantidad de ripios según su tamaño.•Su limitación en la práctica es de 74 micrones

ZARANDAS.CONDICIONES DE PROCESAMIENTOEl volumen de lodo a procesar por una zaranda y y la capacidad de separación de sólidos depende de:•Las RPM del motor (trabajan entre 1170 a1800)•La fuerza de empuje o fuerza “G”•La capacidad de las mallas.

TIPOS

Existen zarandas horizontales y verticales. Las primeras emplean mallas iguales en un mismo plano y las segundas, dos mallas: una superior gruesa y una inferior fina.

ZARANDAS.F U E R Z A D E E M P U J E“G”C o n q u e s e r e l a c i o n aL a f u e r z a d e e m p u j e“G”e s t a r e l a c i o n a d a c o n l a c a p a c i d a d q ue t i e n e l a z a r a n d a d e d e s p l a z a r e l l o d o s o b r e l a sm a l l a sD e q u e d e p e n d e .E n a l g u n a s z a r a n d a s , l a f u e r z a d e em p u j e“G”d e p e n d e d el a j u s t e d e d o s p e s a s e x c é n t r i ca s e n f o r m a d e m e d i a l u n a , c o l o c ad a s e n l o s e x t r e m o s d e l o s m o t o r e s

ZARANDAS.F U E R Z A D E E M P U J E“G”C o m o t r a b a j a nE n l a i n d u s t r i a e x i s t e n z a r a n d a s q u e t r ab a j a n c o n p e s a s o s i n e l l a s . L a g r a n m a y o r í ad e l a s q u e t r a b a j a n c o n p e s a s m a n t i e n e n u n a j u s te d e l 8 0 % o r i g i n a n d o u n a f u e r z a

“G”d e m a s o m e n o s 5 L a f u e r z a“G”d e l a s z a r a n d a s q u e n o u s a n p e s a s s e c a l c u l a co n b a s e e n l a s i g u i e n t e f o r m u l a :

“G” = Emboladas x RPM 70400

HIDROCICLONPRINCIPIO OPERACIONALE l f l u i d o e n t r a p o r e l t u bo d e a l i m e n t a c i ó n t a n g e n c i a l m e n t e a a l tave loc idad .E n e l c o n o s e p r o d u ce u n a f u e r z a c e n t r i f u g a q u e f o r ma u n e s p i r a l e n f o r m a d e s c e n d e n t eh a s t a l a d e s c a r g a i n f e r i o r d e l conoL o s s ó l i d o s s e s e p ar a n d e a c u e r d o a l t a m añ o y p e s o y b a j a n p o r g r a ve d a d h a s t a l a d e s c a r g a d e l c o n o . E l so b r e f l u j o c r e a u n a b a j ap r e s i ó n e n e l c e n t r o d e l c o no o r i g i n a n d o e l r e t o r n o d e l f l u i d o l im p i o y e l a i r e h a c i a l a p a r te s u p e r i o r d e l h i d r o c i c l ó n

HIDROCICLONES M E D I C I O N D E L A E N E R G IA D E L A BOMBAL a e n e r g í a d e l a b o m b a c e n t r if u g a s e m i d e c o m oc a b e z a h i d r o s t á t i c ap r o d u c i d a u t i l i z a n d o l o spiesunitarios.L a c a b e z a h i d r o s t á t i c a p r o d u c i da e s l aa l t u r a v e r t i c a l ( p i e s )s o b r e l a c u a l u na b o m b a p u e d e e m p u j a r e l f l u i d o d e n t r od e u n t u b o v e r t i c a l , a n t e s d e c o n s u m i r t o d a s u energía.U n a v e z q u e s e a l c a nz a l a c a b e z a h i d r o s t á t i c am á x i m a ( p i e s ) , L a e n e r g í a t o t a l pr o d u c i d a p o r l a b o m b a h a s id o consumida.L a b o m b a n o d e s c a r g a r a ni n g ú n f l u i d o adicional

HIDROCICLONESCABEZALHIDROSTATICOE s t a r e l a c i o n a d o c o n l a p r e s i ó n y l a d e n s i d a d d el f l u i d o C a b e z a l h i d r o s t á t i c o = P r e s i ó n /0 . 0 5 2 ( c o n s t a n t e g r a v i t a c i o n a l ) x d e n s i d a d d e l f l u i do P r e s i ó n = 0 . 0 5 2 x c a b e z a l h i d r o s t á t i c o x d e n s i d a d ( l b s/

g a l ). R e g l a d e T u m b P = 4 x d e n s i d a d d e l f l u i d o

DESARENADORE q u i p o d i s e ñ a d o p a r a m a n e j ar a l t o s v o l ú m e n e s d e a r e n a y ma t e r i a l e s a b r a s i v o s d e n t r o d e l f l u i d o d e p e r f o r a c i ó n . O p er a @ 7 5 p i e s d e c a b e z a hidrostática

DESLIMADORE q u i p o d i s e ñ a d o pa r a r e m o v e r p a r t í c u l a s t a m a ñ o l im o d e n t r o d e l f l u i d o d eperforación.c u a n d o es u s a d o a p r o p i ad a m e n t e r e m u e v e t o d a s l a s p a r t í c u l a s ma y o r e s a 2 5 m i c r o n e s o p e r a @ 7 5 p i e s d ec a b e z a hidrostática.

L I M P I A D O R D E L O D O ( M U D C L E A N E R )E s u n e q u i p o q u e c o n s t a d e un desarenador y un desiltermontados sobre una zaranda.Con la finalidad de recuperarla fase l iquida y e l materia ldensi f icante que sale de los conos hacia la malla.

CENTRIFUGAS•FunciónL a f u n c i ó n p r i n c i p a l e s s e p a r a r y s e d i m e n t a r l os s ó l i d o s d e a c u e r d o a s u d e n s i d a d d e m a s a .•DescripciónU n a c e n t r i f u g a e s t a f o r m a d a p o r u n t a m b o rc i l í n d r i c o o t a z ó n ( b o w l ) y u n t o r n i l l o t r an s p o r t a d o r q u e g i r a n e n l a m i s m a d i r e c c i ó n , pe r o a d i f e r e n t e s v e l o c i d a d e s . E l t a m b o rg i r a a u n a v e l o c i d a d ma y o r a l a d e l t r a n s p o r t a d o r , e n u na r e l a c i ó n q u e d e p e n d e d e l t i p o d e c a j a d e e n g r a n a je u t i l i z a d a .

•Separac ióncentr i fugaS e b a s a e n e l p r i n c i p i o d e l a a c e l e r a c i ó n c e n tr i f u g a p a r a a u m e n t a r l a f u e r z a d e g r a v e d a d o f u er z a“G”C u a n d o u n o b j e t o s e h a c e g i r a r a l re d e d o r d e u n e j e , l a g r a v e d a d a u m e n ta 1“G”e n e l e j e d e r o t a c i ó n a c i e r t a f u e r z a“G”m á x i m a e n l a p e r i f e r i a d e l o b j e t o .

•E f i c i e n c i a d e r e m o c i ó n d e l a c e n t r i f u g a .Fuerza“G”vs Tiempo de retención.El tiempo de retención es una función de1) volumen del deposito ( galones)2) Velocidad de alimentación(gal/min)T i e m p o d e r e t e n c i ó n= Volumen del depositoVelocidad de alimentaciónV o l u m e n d e l d e p o s i t oDiámetro (pulgadas)Largo de la sección cilíndricaángulo de la sección cónica (grados)

•P u n t o d e c o r t e .S e b a s a e n e l p u n t o d e c o r t e e n ( m i c r o n e s ) de l a f u e r z a“G”ydel a v e l o c i d a d d e p r o c e s a m i e n t o e n G P M .D ² = G P M / G•T i p o s d e c e n t r i f u g a s C e n t r i f u g a s d e b a j aE s t e t i p o t r a b a j a a + -1 8 0 0 r p m , d e s a r r o l l a u n a f u e r z a G d e + -1 0 0 0 , p r o c e s a 3 0 g p m y u n p u n t o d e c o r t e d e 1 2 -6 m i c r o n e sC e n t r i f u g a s d e a l t aE s t e t i p o o p e r a a + -3 2 0 0 r p m , d e s a r r o l l a f u e r z a G d e + -3 0 0 0 p r o c e s a d e 4 0 a 9 0 g p m y u n p u n to d e c o r t e d e 6 - 2 m i c r o n e s

Puntosdedecortecorteenenequiposequiposde control dede control dessóól idos l idosFluidos y Cortes de PerforaciónFluidos y Cortes de Perforación

Scalping Shakers: 600 µ

Linear Shaker: 74 µ

D / Sander: 44 µ

D / Silter: 25 µ

Centrifuge: 5 to 10 µ

Dewatering Unit: 0 to 10 µ

TECNOLOGIA DERRICKEQUIPO 3 EN 1

TECNOLOGIA DERRICKCentrífuga DE-1000 FHDTDiámetro Bowl: 14” (356mm)Velocidad Bowl: 0-4000 RPMFuerza “G” max: 3180 g´sVelocidad Scroll: 3-90 RPMFlujo de entrada: 200 GPM c/aCondiciones Elect.:

•50 HP (37Kw)•Motor 480vDimensiónes:•Largo: 115” (2921mm)•Ancho: 75” (1905mm)•Altura: 57” (1448 mm)Peso: 9000Lbs (4050 Kg)

MALLAS PYRAMIDALES

DISTRIBUIDOR DE FLUJO

TECNOLOGIA DERRICK

TECNOLOGIA SWACO ZARANDA DUAL