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7/29/2019 FLUIDOS DE PERFORACIN III.ppsx

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LODOS DE PERFORACIN

By: Oscar Fernando Lopez Silva

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PROPIEDADES FISICAS DEL LODO

Las propiedades fsicas de un fluido de perforacin, la densidady las propiedades reolgicas son monitoreadas para facilitar laoptimizacin del proceso de perforacin. Estas propiedadesfsicas contribuyen a varios aspectos importantes para laperforacin exitosa de un pozo, incluyendo:



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Proporcionar el control de las presiones para impedir elinflujo del fluido de la formacin. Transmitir energa a la barrena para maximizar laVelocidad de Penetracin (ROP).

Proporcionar la estabilidad del pozo a travs de las zonaspresurizadas o sometidas a esfuerzos mecnicos. Suspender los recortes y el material densificante durantelos periodos estticos. Permitir la separacin de los slidos perforados y el gas enla superficie. Extraer los recortes del pozo.



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PROPIEDADES FISICAS DEL LODO1. DENSIDAD (Peso del Lodo)

La densidad (comnmente llamada peso del lodo) se midecon una balanza de lodo de suficiente precisin paraobtener mediciones con un margen de error de 0,1 lb/gal(0,5 lb/pie3 o 5 psi/1.000 pies de profundidad). A todos losefectos prcticos, la densidad significa el peso porvolumen unitario y se mide pesando el lodo.

Lb/galPsi/1000 ft

GE

Lb/CuFt



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2. VISCOSIDAD

En su sentido ms amplio, la viscosidad se puede describircomo la resistencia al flujo de una sustancia.A. Viscosidad embudo (seg/qt o seg/l).B. Viscosidad aparente (cP o mPaseg).C. Viscosidad efectiva (cP o mPaseg).D. Viscosidad plstica (cP o mPaseg).E. Punto cedente (lb/100 pies2 o Pa).F. Viscosidad a baja velocidad de corte y

Viscosidad a muy baja Velocidad de Corte (LSRV) (cP omPasec).

G. Esfuerzos de gel (lb/100 pies2 o Pa).

REOLOGA: es la ciencia que trata de la deformacin y del flujo

de la materia. Al tomar ciertas medidas en un fluido, es posibledeterminar la manera en que dicho fluido fluir bajo diversascondiciones, incluyendo la temperatura, la presin y lavelocidad de corte.



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A. VISCOSIDAD DE EMBUDO

La viscosidad de embudo se usa como indicador relativo de lacondicin del fluido. Debera usarse en el campo para detectar loscambios relativos en las propiedades del fluido. Adems, ningnvalor en particular de la viscosidad de embudo puede ser adoptadocomo valor representativo de todos los fluidos.

La viscosidad de embudo de la mayora de los fluidos se controla acuatro veces la densidad (lb/gal) o menos. Sin embargo hay ciertasexcepciones, como en las reas donde se requiere el uso de fluidos

de alta viscosidad. Los sistemas de polmeros e inversin inversa(base aceite o base sinttico) no siguen necesariamente estasreglas.



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A. VISCOSIDAD DE EMBUDO

El viscosmetro de Marsh tiene

un dimetro de 6 pulgadas enla parte superior y unalongitud de 12 pulgadas. En laparte inferior, un tubo deorificio liso de 2 pulgadas delargo, con un dimetro interior

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PROPIEDADES FISICAS DEL LODOESFUERZO DE CORTE Y VELOCIDAD DE CORTE

Los otros trminos para la viscosidad () se pueden describircomo la relacin del esfuerzo de corte () a la velocidad de corte(). Por definicin:

Cuando un fluido est fluyendo, hay una fuerza en el fluido que seopone al flujo. Esta fuerza se llama esfuerzo de corte. Se puededescribir como un esfuerzo de friccin que aparece cuando unacapa de fluido se desliza encima de otra. Como el corte ocurre

ms fcilmente entre capas de fluido que entre la capa exteriordel fluido y la pared de una tubera, el fluido que est en contactocon la pared no fluye. La velocidad a la cual una capa pasa porDelante de la otra capa se llama velocidad de corte. Por lotanto, la velocidad de corte () es un gradiente de velocidad.



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ESFUERZO DE CORTE Y VELOCIDAD DE CORTE



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B. VISCOSIDAD APARENTELa viscosidad efectiva a veces es llamada ViscosidadAparente (VA). La viscosidad aparente est indicada por laindicacin del viscosmetro de lodo a 300 RPM (300) o lamitad de la indicacin del viscosmetro a 600 RPM (600).

C. VISCOSIDAD EFECTIVALa viscosidad de un fluido no newtoniano cambia con elesfuerzo de corte. La viscosidad efectiva (e) de un fluido esla viscosidad de un fluido bajo condiciones especficas. Estascondiciones incluyen la velocidad de corte, la presin y la

temperatura.



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D. VISCOSIDAD PLASTICA

La viscosidad plstica (VP) en centipoise (cP) omilipascales-segundo (mPas) se calcula a partir de losdatos del viscosmetro de lodo, como:

PV (cP) = 600 300

La viscosidad plstica se describe generalmente como laparte de la resistencia al flujo que es causada por lafriccin mecnica. La viscosidad plstica es afectada

principalmente por:



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La concentracin de slidos. El tamao y la forma de los slidos. La viscosidad de la fase fluida. La presencia de algunos polmeros de cadena larga

Las relaciones aceite-agua (A/A) o Sinttico-Agua(S/A) en los fluidos de emulsin inversa.


Un aumento de la viscosidad plstica puede significar un

aumento en el porcentaje en volumen de slidos, unareduccin del tamao de las partculas de los slidos, uncambio de la forma de las partculas o una combinacin deestos efectos.


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Como regla general, la viscosidad del fluido no debera serms alta que la que se requiere para la limpieza del pozoy la suspensin de barita.

Los cambios en la viscosidad plstica pueden producirconsiderables cambios en la presin de bombeo.

Una baja VP puede aumentar la energa proporcionada a la

barrena, mejorar el flujo en el espacio anular para lalimpieza del pozo, y reducir el uso y desgaste de losequipos, as como el consumo de combustible.



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E. PUNTO CEDENTE O YIELD POINT

El Punto Cedente (PC) en libras por 100 pies cuadrados(lb/100 pies2) se calcula a partir de los datos delviscosmetro FANN 35(VG), de la siguiente manera:

YP = 2 x 300 600; O; YP = 300 PV

Es una medida de las fuerzas electroqumicas o deatraccin en un fluido. Estas fuerzas son el resultado delas cargas negativas y positivas ubicadas en o cerca de las

superficies de las partculas. Depende de :



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E. PUNTO CEDENTE O YIELD POINT

Las propiedades superficiales de los slidos del fluido.La concentracin volumtrica de los slidos.El ambiente elctrico de estos slidos (concentracin y tipos

de iones en la fase fluida del fluido).

El punto cedente es usado frecuentemente como indicadorde las caractersticas de dilucin por esfuerzo de corte deun fluido y de su capacidad de suspender el materialdensificantey retirar los recortes del pozo, pero puede

inducir a error.La capacidad de un fluido para suspender la barita dependems de los esfuerzos de gel, de la viscosidad a bajavelocidad de corte y de la tixotropa de un fluido.



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F. VISCOSIDAD A BAJA VELOCIDAD DE CORTE Y LSRV

Se ha determinado que los valores de viscosidad a bajavelocidad de corte (6 y 3 RPM) tienen un mayor impactosobre la limpieza del pozo que el punto cedente, ademsde proporcionar la suspensin de barita bajo condicionestanto dinmicas como estticas.

LSRV se mide usando un viscosmetro de Brookfield a unavelocidad de corte de 0,3 RPM (el equivalente de 0,037 RPMen un viscosmetro VG).

Estas propiedades reolgicas de bajo corte llenan el vacoentre las medidas dinmicas tradicionales de VP y PC, y lasmedidas estticas del esfuerzo de gel.



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G. TIXOTROPA Y ESFUERZOS DE GEL

La tixotropa es la propiedad demostrada por algunosfluidos que forman una estructura de gel cuando estnestticos, regresando luego al estado de fluido cuando se

aplica un esfuerzo de corte.

La resistencia del gel formado depende de:

Cantidad y del tipo de slidos en suspensin.Tiempo.Temperatura.Tratamiento qumico.



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Los esfuerzos de gel excesivos pueden causarcomplicaciones, tales como las siguientes:

1. Entrampamiento del aire o gas en el fluido.2. Presiones excesivas cuando se interrumpe lacirculacin despus de un viaje.3. Reduccin de la eficacia del equipo de remocin deslidos.4. Pistoneo excesivo al sacar la tubera del pozo.

5. Aumento brusco excesivo de la presin durante laintroduccin de la tubera en el pozo.6. Incapacidad para bajar las herramientas de registrohasta el fondo.



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El esfuerzo de gel inicial mide las fuerzas de atraccinestticas, mientras que el punto cedente mide las fuerzasde atraccin dinmicas. Por lo tanto, el tratamiento que seusa para el esfuerzo de gel inicial excesivo es el mismo quepara el punto cedente excesivo.

Adems, la gelificacin le proporciona a un fluido unamemoria de su pasado y debe ser tomada en cuenta

cuando se toman medidas significativas de las propiedadesreolgicas.



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Despus de tomar una medida a 600 RPM y de reducir lavelocidad de corte a 300 RPM, el fluido tiende a recordar

sus antecedentes de corte a 600 RPM. Se requiere untiempo determinado para que ciertos enlaces entrepartculas que pueden existir a la velocidad de cortereducida se formen de nuevo, antes de que se pueda medirun esfuerzo de corte en el equilibrio verdadero.



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CONTENIDO DE ARENAS:

El contenido de arena del lodo se calcula usando unamalla de arena. La prueba es de uso extendido en elcampo, debido a lo sencillo de la operacin.

El KIT de determinacin del contenido

de arena se compone de una malla de2 pulgadas de dimetro, de malla200 (74 micrones), un embudo detamao que se ajusta a la malla y untubo medidor de vidrio, marcado parasealar el volumen de lodo a ser

aadido para leer el porcentaje dearena directamente en la parteinferior del tubo, el cual estgraduado de 0 a 20%.




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CONTENIDO DE SLIDOS

Se usa una retorta de lodocon capacidad de calefaccinen el hornopara determinarla cantidad de lquidos yslidos contenidos en un fluidode perforacin. Se coloca unamuestra de lodo (retortas de10, 20 50 ml estndisponibles) dentro del vaso yse aade la tapa para expulsarparte del lquido.




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CONTENIDO DE SLIDOS

Los tipos y las cantidades de slidos presentes en lossistemas de lodo determinan:

La densidad del fluido. La viscosidad. Los esfuerzos de gel. La calidad del revoque. El control de filtracin.




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CONTENIDO DE SLIDOS

Los slidos y sus volmenes tambin afectan los costos del lodoy del pozo, incluyendo factores como:

La Velocidad de Penetracin (ROP).

La hidrulica. Las tasas de dilucin. El torque y el arrastre. Las presiones de surgencia y pistoneo. La pega por presin diferencial. La prdida de circulacin. La estabilidad del pozo. El embolamiento de la barrena y del conjunto de fondo. La vida til de las barrenas, bombas y otros equiposmecnicos.




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CONTENIDO DE SLIDOS

ANLISIS DEL PORCENTAJE EN VOLUMEN DE SLIDOS




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FABRICACIN DE TODOTIPO DE TANQUES PARA LAINDUSTRIA PETROLERA


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