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ReologaMdulo II

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICADE LA FUERZA ARMADA UNEFA NCLEO BARINAS Ing. Yesica Mendoza

REOLOGA DE FLUIDOS

Se denomina Reologa, (palabra introducida por Eugen Bingham en 1929), al estudio de la deformacin y el fluir de la materia.Una definicin ms moderna expresa que la reologa es la parte de la fsica que estudia la relacin entre el esfuerzo y la deformacin en los materiales que son capaces de fluir. La reologa es una parte de la mecnica de medios continuos.Reologa Estudia la relacin entre el esfuerzo de corte y la tasa de corte.

ESFUERZO DE CORTE (): esfuerzo tangencial que tiende a deformar el elemento fluyente. A nivel de campo puede considerarse como la presin ejercida durante la circulacin del lodo. Se expresa en (lb/100 pies2).TASA DE CORTE (): tasa a la cual una capa o estrato de fluido en movimiento se mueve con respecto a otra. Es el gradiente de velocidad a travs del dimetro interno de la tubera. Se expresa en (seg-1).REOLOGA DE FLUIDOS

PROPIEDADES BSICAS DE LOS FLUIDOS DE PERFORACIN.REOLOGA DE FLUIDOS

Ph: es la medida de concentracin de iones de hidrgeno. Todos los fluidos de perforacin requieren un Ph mayor a 7 (alcalino) para disminuir la corrosin.

ALCALINIDAD: concentracin de iones oxidrilo (OH-) en exceso en una unidad acuosa.

FILTRACIN: el fluido de perforacin, cuando se le coloca sobre o se le hace circular a travs de una solucin permeable, perder parte de su fase lquida hacia el interior de la formacin. Los slidos que se depositan en las paredes del pozo forman el llamado revoque.REOLOGA DE FLUIDOS

TIXOTROPAREOLOGA DE FLUIDOSCapacidad que tiene un fluido de desarrollar con el tiempo una resistencia de gel; el lodo adquiere una consistencia gelatinosa si se deja en reposo, pero al agitarse nuevamente regresa a su estado original.GEL INICIAL.Fuerza de gelatinosidad que opone el fluido en estado inicial. En el laboratorio se mide a 3rpm y se parte de un tiempo de reposo de 10 seg.GEL FINAL.Fuerza de gelatinosidad que opone el fluido despus de estar en reposo. En el laboratorio se mide a 3rpm y se parte de un tiempo de reposo de 10 min.

RGIMEN DE FLUJOFLUJO: es el movimiento de un fluido y depende de la velocidad y de las propiedades del mismo. Las etapas de flujo son:No flujo.Flujo tapn.Flujo laminar.Flujo turbulento.

FLUIDO: cualquier sustancia que se deforma continuamente cuando se somete a un esfuerzo de corte, por mas pequeo que este sea, puede ser:NEWTONIANO.NO NEWTONIANO.REOLOGA DE FLUIDOS

FLUIDOS DE PERFORACINFLUIDO NEWTONIANOEs un fluido bsico donde el esfuerzo de corte es directamente proporcional a la tasa de corte. Este fluido empieza a moverse inmediatamente cuando se aplica una presin mayor a cero.ECTCNEWTONIANOREOLOGA DE FLUIDOS

FLUIDO NO NEWTONIANOEstos fluidos se caracterizan porque su viscosidad depende de las condiciones de flujo. Requieren una presin mnima igual al punto cedente para iniciar su movimiento.REOLOGA DE FLUIDOS

CLASIFICACIN DE LOS FLUIDOS NO NEWTONIANOSFLUIDOS PLSTICOSFLUIDOS PSEUDOPLSTICOS

TC

TCREOLOGA DE FLUIDOS

REOLOGA DE FLUIDOSMODELOS REOLGICOSSon ecuaciones matemticas que se aproximan a la verdadera relacin entre el esfuerzo de corte y la tasa de corte. Estos son:

Modelo plstico de Bingham.Ley exponencial (power law).Ley exponencial modificada.

REOLOGA DE FLUIDOSMODELO PLSTICO DE BINGHAMDescribe un fluido en el cual se requiere una fuerza finita para iniciar el flujo (punto cedente) y que luego demuestra una viscosidad constante cuando la velocidad de corte aumenta (viscosidad plstica). La ecuacin para el modelo de Flujo Plstico de Bingham es la siguiente: = 0 + pDonde: = Esfuerzo de corte0 = Punto cedente o esfuerzo de corte a una velocidad de corte de cero (interseccin de Y)p = Viscosidad plstica o tasa de aumento del esfuerzo de corte con el aumento de la velocidad de corte (pendiente de la lnea) = velocidad de corte

REOLOGA DE FLUIDOSMODELO PLSTICO DE BINGHAM

TCPunto cedenteVp: L600 L300L300L600Vp

REOLOGA DE FLUIDOSMODELO LEY EXPONENCIALEste modelo describe un fluido en el cual el esfuerzo de corte aumenta segn la velocidad de corte elevada matemticamente a una potencia determinada. Matemticamente, el modelo de Ley Exponencial se expresa como: = KnDonde: = Esfuerzo de corteK = ndice de consistencia = Velocidad de corten = ndice de Ley Exponencial

REOLOGA DE FLUIDOSMODELO LEY EXPONENCIALAl ser trazada en un grfico en escala log-log, la relacin de esfuerzo de corte/velocidad de corte de un fluido que obedece a la Ley Exponencial forma una lnea recta. La pendiente de esta lnea es n. K es la interseccin de esta lnea.

TCLog600 Log300LogLog

REOLOGA DE FLUIDOSMODELO LEY EXPONENCIAL MODIFICADASimilar a la Ley exponencial pero toma en consideracin una tensin de cedencia positiva inmediatamente despus de agitar el lodo.

REOLOGA DE FLUIDOS

REOLOGA DE FLUIDOS

DENSIDAD EQUIVALENTE DE CIRCULACIN

REOLOGA DE FLUIDOSHIDRULICA DE PERFORACINConsiste en determinar el galonaje o caudal ptimo (Qopt) de trabajo (bombas de lodo) y el tamao de los chorros de la mecha para garantizar una efectiva remocin o desalojo (limpieza del hoyo) de todos los recortes generados por la mecha durante la perforacin.

Los parmetros de diseo hidrulico comnmente usados son:Velocidad del fluido a travs de los orificios o chorros de la mecha.Potencia hidrulica en la mecha.Fuerza de impacto

REOLOGA DE FLUIDOSHIDRULICA DE PERFORACINLos mtodos bsicos de optimizacin de hidrulica de perforacin son:

MXIMO IMPACTO EN LA MECHA: considera el impacto que genera el fluido de perforacin al salir de los chorros de la mecha.

Pm= 48%Pb

2. MXIMA POTENCIA DE LA MECHA: considera la potencia hidrulica generada en la mecha cuando el fluido de perforacin sale de los chorros de la mecha.

Pm= 65%Pb

REOLOGA DE FLUIDOSHIDRULICA DE PERFORACINQmnimoQoptQcrticoQmxEl galonaje ptimo de circulacin debe cumplir con ciertas condiciones:Qopt < QmxQopt Qmnimo

REOLOGA DE FLUIDOSHIDRULICA DE CAMPOLas cadas de presin se obtienen de las presiones de la bomba.Slo se requiere calcular la cada de presin en la mecha.Es posible obtener el valor real de la pendiente m y el ajuste de los parmetros hidrulicos se realiza a la profundidad donde sea necesario el cambio de la mecha.Registre dos valores diferentes de caudal y presin de bomba (Q1/P1 , Q2/P2).Determine la cada de presin en la mecha.Determine la cada de presin en el sistema de circulacin (excepto la mecha).

REOLOGA DE FLUIDOSHIDRULICAEJERCICIOS DE CAMPO.