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presin, ya que permitir que la fase dispersa del lodo se adhiera en las paredes del pozo

formando una pelcula impermeable (revoque), delgado y resistente la cual cumplir con

numerosas funciones durante la perforacin de un pozo, entre ellas, evitar que exista una

excesiva perdida de fluido de perforacin hacia la formaciones, lo cual reduce el daos ylos costos.

3. CULES SON LAS FUNCIONES, CARACTERSTICAS Y COMO SE FORMA

UN REVOQUE? EXPLIQUE QU EQUIPO ES UTILIZADO PARA MEDIR EL

ESPESOR DEL REVOQUE?

Entres las funciones ms importante del revoque tenemos:

y Minimizan los daos a la formacin: El revoque est constituido por la fase

dispersa del fluido de perforacin es decir por slidos. Estos slidos permite que

se forme una capa impermeable, el cual no permitir que exista grandes prdidas

de filtrado hacia la formacin minimizando los daos.

y Mantieneestabilidadenel pozo a disminuir riesgo deaprisionamiento de tubera:

la formacin del revoque asegurara las paredes del hoyo que son poco

consolidadas, evitando que estos recortes decanten y causen el aprisionamiento

de tubera.y Mayor produccin de formaciones productivas: Mientras ms impermeable sea el

revoque existir poco volumen de filtrado hacia las zonas productoras, evitando

as que este taponen las gargantas porales y permita el libre fluido del flujo del

yacimiento hacia el hoyo.

y Mejor interpretacin de registros elctricos: Un adecuado revoque permitir a que

exista poca perdida de filtrado hacia la formacin, minimizando la distancia de la

zona lavada y mientras menor sea, mejor sern las interpretaciones de los

registros elctricos, debido a que el filtrado no alterara con mayor magnitud lascondiciones iniciales de la formacin.

En las caractersticas ms destacadas tenemos:

- Est constituido por el material no soluble que se encuentra disperso en el fluido

(fase dispersa).

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- Posee caractersticas impermeables.

- Debe ser delgado y resistente.

- Sus propiedades elctricas son distintas a las del fluido de formacin.

- Se origina principalmente por la acumulacin de slidos en un medio porosoproducto de la filtracin de la fase continua del lodo.

Para que se pueda formar un revoque en las paredes del pozo debe existir: un

diferencial de presin sobrebalanceada, donde la presin hidrosttica ejercida por la

columna de lodo debe ser mayor a la presin de la formacin, las paredes del pozo tienen

que ser porosa, de tal forma que por efecto del diferencial de presin, los poros acten

como una malla por donde pasara la fase continua del lodo (filtrado) y los slidos o fase

dispersa queden adheridas en las paredes del hoyo, formando una pelcula delgada,

impermeable y resistente, lo que se le denomina revoque.

En el laboratorio para medir el espesor del revoque se utiliza un aparato

conocido como aguja de vicat, la cual consiste de un aguantador provisto de un vstago

que pesa 300 gramos. En el extremo superior del vstago, tiene un embolo de 1

centmetro de dimetro y una longitud de 5 cm y en el otro extremo soporta una aguja

cambiable de 1 mm de dimetro y 5 cm de longitud. Unido a la base del aparato se tiene

una pequea placa que sirve para colocar el papel filtrado que contiene revoque cuyo

espesor se desea medir.

4. TIPO DE FILTRADO. EXPLIQUE.

En el pozo ocurren dos tipos de filtracin: Dinmica y Esttica. La Dinmica tiene

lugar cuando el lodo est circulando, el revoque se erosiona y por lo tanto es ms delgado

que el revoque esttico, pero sin embargo la perdida de filtrado es mayor.

La filtracin esttica tiene lugar cuando el lodo no est en movimiento, el revoque

se hace ms grueso con el tiempo, dado que el revoque restringe el flujo de filtrado y la

tasa o velocidad de filiacin disminuye con el tiempo. Durante la perforacin puede ocurrir

ambos tipos de filtrado, pero en la prctica solo se considera la filtracin esttica debido a

que es la que se puede medir en el sitio de operacin, con los equipos existentes hasta el

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momento. En el laboratorio, la filtracin esttica se mide con ensayos a baja presin o a

alta presin y alta temperatura (HP-HT- 500lpc de presin diferencial y temperatura >200).

5. EXPLIQUE CUELES SON LOS EQUIPOS RESPONSABLES DE LA MEDICINDE LOS DIFERENTES TIPOS DE FILTRADO? DIGA QU TIPO DE

FILTRACIN SE DETERMINA EN EL LABORATORIO?

En la prctica solo se considera la filtracin esttica debido a que es la que se

puede medir en el sitio de operacin, con los equipos existentes hasta el momento. En el

laboratorio, la filtracin esttica se mide con ensayos a baja presin o a alta presin y alta

temperatura (HP-HT- 500lpc de presin diferencial y temperatura >200).

FILTRO HT-HP:

La prueba de prdida de filtrado a alta presin y alta temperatura segn el API

para pruebas se efecta a una temperatura de 300 F y una presin de 500psi.el aparato

de filtrado, posee una camisa de calentamiento montada sobre una base. En esta camisa

se coloca una cmara para muestras, construida para soportar presiones de trabajo de

1000 psi, y un termmetro (de lectura hasta 500 F). Tambin contiene un regulador para

conjunto superior con la habilidad para regular 1000 psi desde cualquier fuente de

presin, una cmara presurizada receptora de conjunto inferior diseada para soportarcontrapresiones de trabajo de por lo menos 500 psi y una probeta graduada para recibir el

filtrado.

FILTRO PRENSA API:

Este instrumento consiste de un cuerpo cilindro con una cmara construida de

materiales altamente resistente a soluciones alcalina. Tiene un medio para sellar la

cmara en orden de aplicar presin por gas (tapa superior con empaque de hule).

Contiene un soporte apropiado sobre el cual se coloca un papel de filtro (tapa de base con

empaque de hule y malla). Por debajo de este soporte est localizado un tubo de drenaje

para la descarga del filtrado. Adems contiene un regulador de presin conectado a la

lnea de suministro de gas.

ENSAYO FANN 90:

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El FANN 90, aparato de filtracin dinmica radial, evala las propiedades de

filtracin de un fluido circulante a travs de un ncleo cermico. La filtracin dinmica

simula el efecto de movimiento del fluido (velocidad de corte) sobre la velocidad de

filtracin y la deposicin de revoque en el filtro. Las condiciones normales de operacinincluyen:

Temperaturas de hasta 500 F (260 C).

Ncleos con dimetros medios de poro de 5 a 190 micrones.

Presin diferencial a travs del ncleo de hasta 500 psi (3,447 kPa).

Tanto en laboratorio como en el campo se determina la filtracin esttica, ya que

es una prueba que se puede realizar rutinariamente por su simplicidad, los equiposutilizados son Filtro Prensa API y Filtro Prensa HP HT.

6. FACTORES QUE AFECTAN EL FILTRADO.

Se han realizado estudios sumamente extensos sobre los factores que influyen en

la filtracin, estos factores nos han ayudado acerca del desarrollo en la comprensin de

los aditivos para corregir la perdida excesiva del filtrado. El tiempo, la temperatura, la

presin y las caractersticas de los solidos del lodo, todos son factores importantes.

Tiempo: En la velocidad de filtracin (o tasa de filtracin) es directamente

proporcional a la raz cuadrada del tiempo, contando desde la perdida inicial de filtrado.

Esta relacin es solo una aproximacin, puesto que se basa en la hiptesis de que la

permeabilidad del revoque sea constante. Sin embargo los estudios realizados

demuestran que esa relacin es verdadera para casi todos los lodos. La ecuacin es la

siguiente:

Donde:

q1: Prdida media (real) del filtrado en el momento t1, en cm3

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t1: Intervalo de tiempo para la prdida de filtrado q1 en minuto.

q2: Perdida calculada del filtrado en el momento t2, en cm3.

t2: Intervalo de tiempo para la prdida de filtrado q2 en minuto.

Temperatura: Un aumento de temperatura eleva la velocidad de filtracin porque,

generalmente, la viscosidad del aceite o del agua en la fase continua del lodo se reduce y,

tambin, debido a la alta temperatura produce cambios qumicos en el lodo. En particular

la solubilidad de los contaminantes que producen floculacin y la eficacia de muchos

aditivos para control de prdida de fluido y de los dispersantes disminuyen a temperaturas

altas.

Presin: Los efectos de la presin sobre la velocidad de filtracin dependen engran medida de las caractersticas del revoque. Si el revoque es comprensible un

aumento de la presin reduce su permeabilidad y disminuye la prdida del filtrado. Si el

revoque es incompresible, la velocidad de filtracin vara con la raz cuadrada de la

presin. Un revoque incompresible implica que la permeabilidad del mismo no es afectada

por la presin. La compresibilidad del revoque depende del tipo, del tamao, la forma y la

distribucin de los solidad en l.

Caractersticas de los slidos del lodo: La forma ms eficaz de controlar la

velocidad de filtracin es mediante el control de la permeabilidad del revoque. Para tener

bajas velocidades de filtracin se requiere una baja permeabilidad del revoque,

especialmente bajo presin y temperaturas elevadas. La permeabilidad es

fundamentalmente una funcin del tamao, forma y distribucin de los slidos.

La distribucin de los slidos en el revoque est directamente relacionada con el

grado de dispersin del lodo. Una dispersin adecuada de las partculas coloidales origina

una textura uniforme del revoque, con superposicin de las partculas.

7. CUNDO EL REVOQUE ES COMPRESIBLE E INCOMPRESIBLE? CUL DE

ESTOS ES EL RECOMENDABLE Y PORQUE?

Cuando se aumenta la presin se y se reduce la permeabilidad del revoque y

disminuye la prdida del filtrado se dice que es un revoque compresible. Cuando se

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aumenta la presin y las partculas no se juntan y hay ms posibilidades de invasin se

dice que es un revoque incompresible. Segn estos dos tipos de revoque ser

recomendable los revoques compresibles, debido a que estos se compactan mas al

aumentar la presin, lo que genera la disminucin de su permeabilidad, hacindolo muchomas impermeable, lo cual es el mejor estado para que no exista una gran invasin de

filtrado hacia la formacin, minimizando el dao a la misma.

8. CULES SERIAN LOS PROBLEMAS DERIVADOS DE UNA EXCESIVA

PERDIDA DE FILTRADO DURANTE LAS LABORES DE PERFORACIN Y EN

LA INTERPRETACIN DE LOS PERFILES ELCTRICOS?

Las filtraciones excesivas pueden ocasionar problemas asociadas tanto para laproduccin como para la perforacin. A continuacin se mencionan algunos problemas:

- Poca confianza en los ncleos laterales de pared y aun en los ncleos obtenidos

por mtodos comunes.

- Deficientes pruebas de produccin con tuberas de perforacin.

- Formacin de un revoque grueso sobre las paredes del hoyo, lo cual puede

originar un aprisionamiento de las herramientas de perforacin.

- Problemas de sobrepresin y succin relacionada con los viajes (maniobras) de

las tuberas de perforacin.

- Problemas en la cementacin del revestimiento.

- Derrumbes de ciertas secciones de las paredes del pozo a causa del excesivo

filtrado en algunas formaciones impermeables de lutita a travs de micro fracturas

o uniones de planos.

- Es difcil realizar una buena interpretacin si la fase liquida del fluido penetra

profundamente en la formacin, puesto que las lecturas obtenidas dependen

bsicamente del contenido de fluido de la zona inmediatamente adyacente al hoyo

del pozo, adems los equipos de perfilajes elctricos poseen un radio de alcance

el cual ser difcil de interpretar si la zona lavada es muy amplia.

9. MENCIONE Y EXPLIQUE CADA UNO DE LOS ADITIVOS UTILIZADOS EN

CASO DE PERDIDA DE FILTRADO Y PERDIDA DE CIRCULACIN.

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Para las prdidas de filtrado durante la perforacin se utilizan controladores de

filtrados, si es de base agua se usa lignito natural y para fluidos base aceite se usa lignito

organofolico. Entre ellos estn los siguientes aditivos:

y EL AK-70 (MEZCLA DE ASFALTO SOPLADO Y ARCILLA): se utiliza para el

control de filtrado y como elemento formador de puentes. No necesita de un

agente humectante para la dispersin en agua. Su aplicacin es de principal

inters en sistemas diseados para reducir al mnimo los cambios en la

humectabilidad de la formacin.

y CARBONOX (LEONARDITA EN POLVO): contribuye al control de filtracin y

tambin es til para controlar la viscosidad y la resistencia gel en los fluidos de

perforacin base agua. Este elemento, reduce la velocidad de filtracin encondiciones de alta temperatura y altas presiones (ATAP).

y CAT-HI(POLIMEROS DE CELULOSA MODIFICADO): Es un agente de control de

filtrado para fluidos de perforacin cationicos base agua. Su alto peso molecular

proporciona un excelente control del filtrado y de la viscosidad secundaria en

sistema CAT-I. su condicin de no inico hace que la presencia de calcio o de

magnesio no lo afecte.

y DEXTRID (ALMIDON DE PAPA MODIFICADO Y ESTABILIZADO

BACTEREOLOGICAMENTE): Controla la filtracin en los fluidos de perforacinbase agua generando un mnimo de viscosidad. El mecanismo de recubrimiento

que emplea reduce la dispersin de las partculas de arcilla y estabiliza las

formaciones reactivas.

y ARCILLAS MONTMORILLONITICAS: La bentonita es el principal aditivo para el

control de prdida de filtrado en la mayora de los lodos base agua. Las partculas

de bentonita de tamao coloidal son delgadas y planas, y forman revoques

compresibles.

y DISPERSANTES: El empleo de dispersantes o reductores de la viscosidad,mejora tambin el control de la perdida de filtracin. Al dispersar o desflocular las

partculas coloidales, los dispersantes promueven la formacin de un revoque

delgado y resistente con una estructura uniforme y superpuesta.

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y ALMIDONES: Estos han sido utilizados desde hace algn tiempo como aditivo

para control de la perdida de filtrado en lodos de base agua.

y POLIMEROS: Algunos polmeros de cadena larga han demostrado su eficiencia

como reductores de la perdida de filtrado en lodos base agua.y PETRLEO DIESEL Y COMPUESTOS ASFALTICO: El petrleo diesel

emulsionado en un lodo base agua hace descender la perdida de filtrado API, pero

tiene menos efectos sobre la perdida de filtrado HT-HP y es de valor dudoso para

controlar la filtracin de fondo de pozo bajo condiciones dinmicas.

10. EXPLIQUE POR QU ES RECOMENDABLE UNA BAJA CONCENTRACIN

DE SLIDOS PARA EL CONTROL DE LAS PRDIDAS DE FILTRADO?

Una alta concentracin de slidos me puede ocasionar un revoque grueso, lo que

esto conlleva problemas operacionales como aprisionamiento de tuberas, succin y

sobrepresin de la sarta de perforacin entre otros, es por ello que se recomienda utilizar

una cantidad adecuada de slidos en un sistema de lodo, ya sea usando aditivos como el

densificante con mayor peso especficos, para as evitar lo ms posible altas

concentraciones de slidos.

11. CMO AFECTA LA PRESIN, LA TEMPERATURA Y EL TIEMPO A LAPERMEABILIDAD DEL REVOQUE?

La presin en la permeabilidad de un revoque se ve afectada siempre y cuando

este sea del tipo compresible, debido a que mayor presin se comprimir mas las

partculas del revoque disminuyendo su permeabilidad.

La temperatura podra afectar a los polmeros o aditivos suspendidos en el lodo, lo

que podra ocasionar una mala asociacin de las arcillas como la floculacin. En este

estado las partculas de arcilla se agrupan o se floculan, trayendo como consecuenciasaltas permeabilidades en el revoque (revoque incompresible) debido a que no se logran

compactar y formar un revoque uniforme.

El tiempo es un factor importante en la permeabilidad del revoque, debido a que a

mayor tiempo las partculas de slidos que conforman el revoque, se compactan y se

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distribuye de manera uniforme, lo que ocasiona una disminucin de su permeabilidad,

(siempre y cuando el revoque se comprensible).

12. EXPLIQUE. QU ES UN MATERIAL O FLUIDO PLDORA Y MENCIONE

ALGUNO DE ELLOS?

Las pldoras constituyen fluidos elementales que se bombean para garantizar algunas

funciones especifica durante y despus de terminada una fase de perforacin. Existen

pldoras controladoras de prdida de circulacin, el cual son empleadas para formar una

especie de tapn en zonas deformadas de la corteza terrestre debido a eventos

geolgicas como cavernas, fisuras o fracturas. Este tipo de pldoras poseen algunosagentes dispersantes y controladores de filtrados que son aadidos al fluido de

perforacin para solventar la perdida excesiva de filtrado.

Tambin existen pldoras viscosas, el cual constituye porciones de arcillas adicionales

agregadas al fluido de perforacin para aumentar la viscosidad del lodo cuando es

deseada, estas pldoras tambin se le conoce como dispersas.

La pldora dispersa, como su nombre lo indica, tiene como funcin principal

dispersar los componentes de los fluidos en el hoyo generando turbulencia entre ellos la

pldora de barrido, que permite que los mismos sean desplazados hasta la superficie.

Por lo general la dosificacin de estas pldoras tienen que tener una densidad de casi 2lpg

adicional a las del fluido para que este peso pueda acarrear los lodos y las partculas

solidad remanentes en el hoyo.

13. POR QU LA TASA DE FILTRACIN DISMINUYE AL AUMENTAR EL

TIEMPO? EXPLIQUE.

La filtracin en el pozo ocurre por etapas, la primera etapa ocurre una perdida inicial e

instantnea de fluido, conocida como Spurt loss en esta etapa la velocidad de filtracin es

mayor en comparacin a las siguientes etapas. En la segunda etapa se forma un revoque

y baja la tasa de filtracin. Esta velocidad de filtracin baja debido a la presencia de una

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capa impermeable (revoque) formada en las paredes del hoyo, ya que no permitir que el

mismo volumen de filtrado que originalmente se perda se pierda en presencia del

revoque, sin embargo, si la filtracin es dinmica la tasa de filtracin a travs del tiempo

se mantendr constante, pero en condiciones esttica la tasa de filtracin si disminuir adebido a que el revoque se hace ms grueso con el tiempo, dado que restringir el flujo

de filtrado y la tasa o velocidad de filtracin disminuye con el tiempo.

14. CULES SON LOS FACTORES QUE CONTROLAN LA TASA DE

FILTRACIN BAJO CONDICIONES DINMICAS? EXPLIQUE.

Varios factores controlan la tasa de filtracin bajo estas condiciones. La ley de Darcy,

un modelo clsico de flujo de fluido, ayuda a identificar los factores que afectan lafiltracin.

Factores que afectan la tasa de filtracin:

Tiempo: En condiciones dinmica, una vez pasado el primer proceso de filtrado,

conocido como Spurt loss, existir una disminucin de la tasa del filtrado hasta la

formacin de un revoque, a medida que el tiempo avanza, una vez formado el revoque, la

tasa de filtracin se mantendr constante.

Diferencia de presiones compresibilidad del revoque: Si estamos en presencia de

un revoque compresible, la tasa de filtracin vara con la raz cuadrada de la presin, es

decir, a mayor presin el revoque pierde permeabilidad, por tanto existir una disminucin

de la tasa de filtracin.

Permeabilidad del revoque: La permeabilidad del revoque es el factor limitante que

controla la filtracin dentro de la formacin. El tamao, la forma y la capacidad de las

partculas para deformarse bajo presin son factores importantes para el control de la

permeabilidad. Las lechadas con altas concentraciones de pequeas partculas forman

revoques de baja permeabilidad. En general, las partculas coloidales (menos de 2

micrones) como la bentonita proporcionan el ms alto nivel de control de prdidas de

fluido. Sin embargo, el control ptimo se logra teniendo una amplia variedad de tamaos

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de partcula. Las partculas ms pequeas sellan las aberturas entre las partculas ms

grandes, para formar un revoque de baja permeabilidad, mientras mas impermeable sea

el revoque menor ser la tasa de permeabilidad.

Viscosidad: Cuando todas las dems condiciones son constantes (tiempo, superficie,

presin, permeabilidad), el volumen de filtrado para dos filtrados que tienen diferentes

viscosidades, vara inversamente a la raz cuadrada de la relacin entre las viscosidades,

de la manera pronosticada por la ley de Darcy. Los aumentos de la viscosidad de filtrado

reducen la prdida de filtrado y el espesor del revoque. Muchos aditivos de control de

filtracin aumentan la viscosidad del filtrado y reducen la permeabilidad del revoque. El

aumento de la temperatura reduce la viscosidad del filtrado, la cual, a su vez, aumenta la

prdida de filtrado. Debido a esta reduccin de la viscosidad del filtrado, todos los lodossufren mayores prdidas de filtrado cuando la temperatura aumenta.

Composicin y orientacin de los slidos: Los slidos contenidos en loslodos varan

desde arcillas y biopolmeros muy reactivos hasta slidos no reactivos tales como el

carbonato de calcio, la barita y la hematita. La forma, el tamaoy la distribucin de las

partculas slidas, la relacin de slidos reactivos a slidos no reactivos, y la manera en

que losslidos reaccionan con su ambientequmico son los factores que determinan la

manera en que los slidos afectarn la tasa de filtracin. Iguales concentraciones de

diferentes slidos tendrn prdidas de filtrado sumamente diferentes. Las altas

concentraciones de slidostambin son perjudiciales para el controleficaz de prdida de

filtrado. Cuando laconcentracin de slidos es demasiado alta, el agua disponible no es

suficiente para solubilizar los desfloculantes o permitir que los aditivos de control de

filtracin funcionen.

15. POR QU LA PERDIDA INSTANTNEA ES MAYOR EN UN FLUIDO

DENSIFICADO QUE EN UN FLUIDO AGUA-BENTONITA? EXPLIQUE.

Si estamos en las mismas condiciones del pozo para ambas suspensiones, la

perdida instantnea ser mayor en un fluido densificado que un fluido agua-Bentonita,

debido a que ste proporcionara una mayor presin hidrosttica, es decir, tendr mayor

diferencial de presin, por tanto existir mayor volumen de filtrado que invadir a la

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formacin antes que se forme un revoque, ahora bien, si se desea perforar una formacin

con ambas suspensiones a una misma presin hidrosttica, debemos tomar en cuenta

varios factores para saber cul de estas suspensiones existir mayor prdida de filtrado,

como el contenido del slido, el tamao de las partculas, la viscosidad del lodo y el tipode densificante a utilizar.

MUESTRA DE CLCULO.

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Preparar el equivalente de 5 bls de suspensiones Agua-Bentonita en los siguientes

porcentajes: 4 y 8% en peso de arcilla y densificar 9 lpg con Carbonato de Calcio y

alcalinizar la mezcla con un equivalente de 0.02 lbs/bbl de Hidrxido de Sodio

(agregar el mismo una vez mezclada el agua y la bentonita).

1. Preparacin de la suspensin agua bentonita al 8% de arcilla:

DATOS:

VL= 5Bls= 210 gal

ECUACIONES:

1. 2. 3. 4.

1. Se procede a calcular el volumen de bentonita para un porcentaje en peso

de 8 %, a partir de la ecuacin 4 y relacionndola con la ecuacin 3 nos

queda las siguientes ecuaciones:

Segn la ecuacin 1:

Ec (5)

Ec (6)

Ec (7)

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Sustituyendo la ecuacin 7 en la ecuacin 6:

Sustituimos valores para simplificar:

*

2. Ahora se puede calcular el volumen de agua segn la ecuacin 7:

3. Se calcula el volumen del lodo segn la ecuacin 3:

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4. Peso del lodo:

1102,5 lbs = 1837,5 grs

5. Peso de la barita:

147,045 lbs = 147,045 grs

6. Volumen del agua:

7. Volumen del lodo:

X(%)

Densidad dellodo (lbs/gal)

Peso dellodo (lbs-

grs)

Peso de laarcilla (lbs-

grs)

Volumende agua

(gal)

Volumende agua

(cc)

Volumendel lodo

(gal)

Volumen delodo (cc)

8 8,75 1837,5 147,045 210 1750

2. Preparacin del lodo densificado:

DATOS:

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V

K V V

1. Clculo del peso del densificante carbonato de calcio:

iTEDENSIFICAN

iFLODOTEDENSIFICANV

VV

VVV

vvv42

PORCENTAJE DE

ARCILLA (%)

DENSIDAD

FINAL

(lbs/gal)

PESO DEL

DENSIFICANTE

(gr)

4 9 159,004

8 9 85,931