Cuestionario de Lodos

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Defina: Fluido de Perforación: Es una mezcla líquida de varios componentes que pueden incluir: agua (dulce o salada), aceite, arcilla, aditivos químicos, gas o aire, con propiedades físico-químicas adecuadas. Revoque: residuo depositado sobre un medio permeable cuando el fluido de perforación, es forzado contra el medio bajo presión. Reología: estudia la forma en que se deforma la materia (lodo) y la capacidad con que se mueve la materia (lodo). Esfuerzo de corte: es la fuerza tangencial con que se deforma un fluido. Tasa de Corte: es el grado de deformación de un fluido. Ojos de pescado: Es un glóbulo de polímero parcialmente hidratado, causado por una mala dispersión durante el proceso de mezcla. 1. Explique las funciones del sistema de circulación, nombre sus principales componentes y explique tres de ellos. Está constituido por una serie de equipos y accesorios que permiten el flujo constante de fluido de perforación en circuito cerrado durante toda la perforación. Se encarga de servir de soporte al sistema de rotación, el flujo constante del lodo permite sacar los ripos, manejar la presión, enfriar y lubricar la broca y suspender los recortes. Sus compontes son: Área de preparación del fluido, tanques activos, bombas de lodo, conexiones superficiales, sarta de perforación, espacios anulares, línea de retorno, equipos separadores de sólidos. Área de preparación del fluido : es el lugar donde se prepara, mantiene y alteran las propiedades del fluido de acuerdo a los requerimientos del pozo. Espacios anulares: Son los diferentes espacios que hay entre el hoyo perforado y la pared interna del revestidor y la sarta de perforación, desde el fondo hasta el cabezal del pozo. Bombas: son el corazón del sistema de circulación. Mueven grandes cantidades de lodo bajo presión. 2. Dibuje y explique el circuito del lodo. 1

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• Fluido de Perforación: Es una mezcla líquida de varios componentes que pueden incluir: agua (dulce o salada), aceite, arcilla, aditivos químicos, gas o aire, con propiedades físico-químicas adecuadas.• Revoque: residuo depositado sobre un medio permeable cuando el fluido de perforación, es forzado contra el medio bajo presión.

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Defina: Fluido de Perforacin: Es una mezcla lquida de varios componentes que pueden incluir: agua (dulce o salada), aceite, arcilla, aditivos qumicos, gas o aire, con propiedades fsico-qumicas adecuadas. Revoque: residuo depositado sobre un medio permeable cuando el fluido de perforacin, es forzado contra el medio bajo presin. Reologa: estudia la forma en que se deforma la materia (lodo) y la capacidad con que se mueve la materia (lodo). Esfuerzo de corte: es la fuerza tangencial con que se deforma un fluido. Tasa de Corte: es el grado de deformacin de un fluido. Ojos de pescado: Es un glbulo de polmero parcialmente hidratado, causado por una mala dispersin durante el proceso de mezcla.1. Explique las funciones del sistema de circulacin, nombre sus principales componentes yexplique tres de ellos.Est constituido por una serie de equipos y accesorios que permiten el flujo constante de fluido de perforacin en circuito cerrado durante toda la perforacin. Se encarga de servir de soporte al sistema de rotacin, el flujo constante del lodo permite sacar los ripos, manejar la presin, enfriar y lubricar la broca y suspender los recortes. Sus compontes son: rea de preparacin del fluido, tanques activos, bombas de lodo, conexiones superficiales, sarta de perforacin, espacios anulares, lnea de retorno, equipos separadores de slidos. rea de preparacin del fluido: es el lugar donde se prepara, mantiene y alteran las propiedades del fluido de acuerdo a los requerimientos del pozo. Espacios anulares: Son los diferentes espacios que hay entre el hoyo perforado y la pared interna del revestidor y la sarta de perforacin, desde el fondo hasta el cabezal del pozo. Bombas: son el corazn del sistema de circulacin. Mueven grandes cantidades de lodo bajo presin.2. Dibuje y explique el circuito del lodo.

3. Explique y describa las funciones del rea de preparacin.Es el rea donde encuentran almacenados los materiales a utilizar para la perforacin del pozo, as como los tanques y equipos utilizados para tal fin. En este lugar se prepara, mantiene o alteran las propiedades del fluido de acuerdo a los requerimientos del pozo. Casa qumica: Es el lugar donde se almacenan los aditivos usados para la preparacin del lodo. Tanques de lodo: son contenedores metlicos que facilitan el almacenamiento y manejo del fluido de perforacin. Mezclador: Se encuentra en el tanque activo. Tanque mezclador de qumica: En este tanque se pueden preparar fluidos con caractersticas definidas. Depsitos de qumica a granel: aqu se manejan los aditivos de una forma rpida en grandes cantidades. Tanque de agua: abastecimiento de agua para preparar el lodo. Tanque de reserva: Se usa para mantener cualquier fluido ya preparado y listo para ser usado.4. Explique y describa las funciones de los tanques activos.En estos tanques se prepara o acondiciona el lodo que ser enviado al pozo, este es succionado por las bombas y expulsado por la misma al sistema de circulacin. Generalmente se encuentran 3 tanques interconectados con capacidad de almacenamiento de 1200 bls.5. Explique y describa las funciones de los tanques de reserva.Se usa para mantener cualquier fluido ya preparado y listo para ser usado. En pozos exploratorios, se mantiene en reserva un lodo con densidad de 0.5 lbs/gal mayor que la densidad del lodo en uso.6. Explique y describa las funciones de las bombas.Son las encargadas de hacer cumplir el ciclo de circulacin del lodo, desde que lo succionan del tanque respectivo, hasta que el fluido retorna al extremo opuesto del tanque de succin, despus de pasar por el interior de las tuberas y los espacios anulares respectivos. Estas bombas toman el lodo de los tanques y lo impulsan hasta la sarta de perforacin. Cada equipo de perforacin debe tener como mnimo tres bombas para el fluido de perforacin; dos deben estar conectadas de tal manera que puedan operar solas, en paralelo y una tercera como auxiliar Bombas dplex: Son bombas de doble accin con 2 pistones, desplazan fluidos en las dos tuberas del ciclo de cada pistn mediante vlvulas y descargas. Bomba Triplex: Son bombas de accin sencilla con 3 pistones y empujan el fluido en una direccin, el pistn desplaza fluido solamente en su carrera de enfrente y no succiona. Se usa este tipo de bombas con el fin de que dos pistones estn conectados y el tercero este inactivo.7. Explique y describa las funciones de las conexiones superficialesComo conexiones superficiales se considera a la tubera de descarga, tubera parada, manguerote, swivel y lnea de retorno.La funcin de este arreglo de herramientas es transportar el fluido de perforacin hasta el swivel.La tubera de decarga es la seccin que transporta el fluido desde la bomaba hasta la base de la tubera parada, esta permite al fluido alcanzar altura hasta llegar al maguerote, el maguerote es una tubera de goma resisten que se conecta al swivel, esta tubera permite el paso de fluido desde la tubera pesada al maguerote, esta es necesaria ya que no se estrangula al rotal la sarta. La lnea de retorno es el paso por la cual el lodo de perforacin que sale del hoyo es transportado al rea de reacondicionamiento.8. Funciones de la sarta de perforacin La sarta de perforacin es una columna de tubos de acero, en cuyo extremo inferior va enroscada la columna de los drill collars, y en el extremo de est esta enroscada la broca, que corta los estratos geolgicos para hacer el hoyo que llegara al yacimiento.La sarta de perforacin esta compuesta de tubera de perforacin y una tubera de pared gruesa llamada drill collars; adems de una cierta cantidad de componentes menores. Cabe mencionar que las tuberas por las que esta compuesta la sarta de perforacin, como ya se menciono, tienen caractersticas especiales para soportar esfuerzos de tensin, colapso y torsin. La sarta conecta los sistemas de superficie con la broca. Las principales funciones de la sarta de perforacin son: Trasmitir la rotacin aplicada en la superficie (la cual pudo haber sido aplicada por la mesa rotaria o por top drive) a la broca. Transmitir el peso o fuerza a la broca para que la formacin se rompa mas fcilmente. Proporciona una va de transporte desde la superficie hasta la broca, as sirve de conducto para el fluido de perforacin. Proporciona los medios para bajar o subir la broca dentro del pozo9. Explique y describa la funcin de los equipos de separacin de solidosSon los equipos encargados de reacondicionar el lodo que sale del pozo. En estos equipos los recortes que acarrea el lodo debido a la perforacin son quitados del mimos. Existen varios equipos dependiendo del tamao de solidos a separar, permitiendo hasta separar la mayor cantidad de arena posible.10. Porque es tan importante la remocin de los slidos del lodo.El volumen y tipo de slidos que se encuentren en el lodo de perforacin afecta directamente las propiedades del mismo, la hidrulica, la rata de penetracin, la estabilidad del hoyo y el costo total del pozo. De all la importancia del control de slidos en los lodos. El buen funcionamiento del fluido depende del control diario de sus caractersticas. El control de slidos es la funcin ms importante del tratamiento del lodo. 11. Explique para qu sirve la reologaCiencia que estudia la deformacin y flujo de la materia. Se conocen como propiedades reologicas a: La viscosidad, elasticidad y plasticidad.El termino tambin se utiliza para indicar las propiedades de un lquido dado (como en la reologia de los lodos), la reologa del lodo se mide continuamente durante la perforacin y se ajusta con aditivos o dilucin para cumplir con las necesidades de la operacin.12.Explique que son los fluidos newtonianos y sus principales caractersticasFluido en el cual su viscosidad se considera constante en el tiempo y solo depende de la temperatura. Son fluidos en los cuales la relacin entre el esfuerzo cortante y la tasa de deformacin es lineal.El fluido newtoniano carece de propiedades elsticas, es incompresible, isotrpico e irreal; aunque muchos fluidos reales ofrecen un comportamiento similar al newtoniano dentro de un rango de gradientes. Cumplen con la ley de Newton de la viscosidad, por lo tanto, la relacin entre el esfuerzo cortante y la velocidad de deformacin es lineal.13. Cul es la diferencia entre fluidos newtonianos y no newtonianosLa principal diferencia entre ellos es que el esfuerzo cortante en el newtoniano es proporcional a la velocidad de desplazamiento mientras que el no newtoniano no lo es.14. Explique que son fluidos pseudoplasticos y sus principales caractersticasUn fluido pseudoplastico no tienen una tensin de fluencia para comenzar a deformarse, siendo independiente del tiempo. La viscosidad se reduce con el gradiente del esfuerzo cortante. Su viscosidad aparente parece que disminuye al aumentar la tensin de corte.15. Explique qu son fluidos plsticos de Bingham y sus principales caractersticas. Es el fluido que se comporta como un slido hasta que excede un esfuerzo de deformacin minima y excibe una realcin lineal entre el esfuerzo y la relacin de deformacin. El fluido de Bingham depende del esfuerzo que se le aplica y no depende del tiempo. Requiere la aplicacin de un nivel significado de esfuerzo cortatnte antes de que comienze el flujo. Una vez que el flujo se inicia, la pendiente de la cuerva es lineal, lo que indica una viscosidad aparente constante.

16. Explique qu son fluidos dilatantes y sus principales caractersticas. Son aquellos fluidos que aumentan su viscosidad al aumentar la velocidad de deformacin aplicada (corte). La curva comienza con poca pendiente, lo que indica viscosidad aparente baja, despus la pendiente incrementa conforme crece el gradiente de velocidad.-

17. Explique qu son fluidos tixotrpicos y sus principales caractersticas. Un fluido tixotrpico es un fluido que tarda un tiempo finito en alcanzar una viscosidad de equilibrio cuando hay un cambio instantneo en el ritmo de cizalla. Muestra una disminucin de la viscosidad a lo largo del tiempo a una velocidad de corte constante. La curva comienza con mucha pendiente lo cual indica una viscosidad aparente elevada, despus la pendiente disminuye con el incremento de la gradiente de la velocidad.

18. Explique qu son fluidos reopcticos y sus principales caractersticas. Son Aquellos para los cuales la viscosidad aumenta con el tiempo Los fluidos reopcticos, se caracterizan por tener un comportamiento contrario a los tixotrpicos, es decir su viscosidad aumenta con el tiempo y con la velocidad de deformacin aplicada19. Explique los distintos patrones de flujo.Flujo laminar: Se genera perfil de velocidad, las velocidades que estn en las paredes tiende a cero y en el centro a la mxima velocidad.

Flujo turbulento: la velocidad promedio de partcula es uniforme, el movimiento es parecido a un remolino

Flujo tapn: la velocidad es igual en el centro y en la pared

Flujo transitorio. _ Es el cambio de movimiento de turbulento a laminar 20. Explique qu es y para qu sirve el nmero de Reynolds.Es la relacin de la fuerza de inercia sobre un elemento de un fluido a una fuerza viscosa y sirve para determina si el flujo es laminar o turbulento, se calcula con una formula:21. Qu es velocidad crtica.Es aquella velocidad por debajo de la cual toda turbulencia es amortiguada por la accin de la viscosidad del fluido.22. Diga los valores del nmero de Reynolds para cada patrn de flujo

23. Explique donde es recomendable tener cada patrn de flujo y por qu.En la parte de abajo se necesita un flujo turbulento ya que tiene que subir los ripios mientras va subiendo el flujo comienza una transicin hasta convertirse en flujo laminar para que en la superficie vaya por la lnea de retorno.24. Explique que son modelos reolgicos y para qu sirve.Estos modelos ayudan a predecir el comportamiento de fluidos sobre una escala de corte.Es una descripcin de la relacin entre el esfuerzo de corte que experimenta un fluido y la tasa de corte.

- Modelo newtoniano La relacin del esfuerzo de corte a la tasa de esfuerzo cortante es constante. Esta constante es la viscosidad del fluido.

-Modelo de BinghamEste modelo supone que el esfuerzo de corte es una funcin lineal de la tasa de corte. Una vez que excede un esfuerzo de deformacin minima

- Modelo de la ley de potenciaDescribe un fluido en el cual el esfuerzo de corte en relacin a la tasa de corte es una lnea recta.un fluido cuya viscosidad disminuye a medida que aumenta la velocidad de corte.

-Modelo de Herschel bucley Este modelo combina las caractersticas de los newtonianos, plsticos de bingham y la ley exponencial.

25. Diga los tipos de lodos que existen.- Lodo a base agua (Salinos, polmeros, bajos en solidos) - Lodos base aceite (Disel, emulsin, aceite)-lodo con aire o gas (formaciones con bajas presiones)26. Nombre y describa los principales equipos utilizados en las prcticas de laboratorio.- Batidora. _ Sirve para mezclar los diferentes fluidos y solidos que usamos para crear el lodo - Balanza. _ Nos ayuda a pesar exactamente cuntos gramos de qumicos necesitamos- Juego de contenido de arena. _este nos ayud a separar el contenido de arena en el lodo creado en el laboratorio este posee una malla 200, un tubo de vidrio, un embudo que se ajusta al tamao y un tarro que nos brinda agua presurizada.- Viscosmetro de marsh._ este es un embudo el cual posee una malla y un contenedor con medidas, este nos ayuda a medir el tiempo que se demora el fluido en pasar por el embudo y llenar 1 cuarto ( 946 ml).- Balanza de lodo. _ esta balanza nos ayuda a conocer la densidad del lodo la cual posee un brazo con vaso y tapa un nivel de aire, un caballero y un cuchillo. 27. Explique las funciones del PAC-L en el lodo de perforacin. Controlar la velocidad de filtracin sin aumentar significativamente la viscosidad del fluido. Encapsular la lutita a fin de evitar su hinchamiento y desintegracin28. Explique las funciones de la bentonita en el lodo de perforacin.Es un viscosificador de ptimo grado, se emplea para el control de viscosidad y de prdida de filtrado en todos los lodos de agua dulce. Control de presiones de formacin y estabilizacin de las paredes Enfriamiento de la herramienta de perforacin Sellamiento o formacin de un recubrimiento delgado e impermeable contra la pared del pozo que no dejar filtrar agua en la formacin geolgica. Permitir la adicin de agentes densificantes Produccin de una presin hidrosttica suficiente para estabilizar la pared y conservar en la formacin geolgica sus fluidos. Remocin de escombros del fondo del pozo y transporte de los mismos a la superficie. Soporte de parte del peso del taladro. Transmisin de potencia hidrulica a la broca29. Explique las funciones de la barita en el lodo de perforacin.Es un agente densificante que se emplea ms comnmente para lodos. Tiene adems la ventaja de ser inerte y no abrasivo. Este mineral se tritura y se muele para su uso en lodos.30. Explique las funciones del XANTHAN GUM en el lodo de perforacin Sirve como viscosificante, sus caractersticas reologicas permiten retirar partculas de viruta y detrito de vuelta a la superficie. Permite retirar partculas de viruta y detriro de vuelta a la superficie Cuando la perforacin se detiene, su naturaleza seudoplastica permite que los lodos de perforacin atengan mejor caractersticas de suspensin. Altas concentraciones de salinidad, resistencia a altas temperaturas y degradacin mecnica.31. Explique el procedimiento utilizado en la preparacin del lodo.1. Previo al procedimiento, medimos las cantidades necesarias de los aditivos a utilizar en el lodo, en nuestra prctica fueron: 15 gr de Xanthan gum, 5 gr de bentonita, y 5 gr de barita.1. Se llena el vaso de la licuadora con 500 ml. De agua.1. Colocamos el vaso en la licuadora.1. Empezamos a aadir los aditivos al agua poco a poco para evitar la formacin de ojos de pescado (grumos)1. Una vez agregados todos los aditivos, se mantiene mezclando de 3-5 min.32. Explique qu se debe garantizar y porque durante la preparacin del lodo.Se debe garantizar que el lodo no presente ojos de pescado, pues stos son grumos que alteran su densidad.33. Qu es la densidad del lodo y por qu es tan importante medirla.La densidad, o peso del lodo, es la masa por unidad de volumen del fluido de perforacin, expresado en diferentes sistemas de unidades como: lbm/gal (ppg) o kg/m3. Es importante porque la densidad controla la presin hidrosttica del pozo y evita el flujo no deseado en el mismo.34. Cmo se calibra la balanza de lodos y porqu se hace de esta maneraLa balanza de lodos se calibra midiendo la densidad del agua dulce que debe arrojar una lectura de 8.33 lbm/gal.Se hace de esta manera puesto que la densidad del agua dulce es ya conocida, para esto debe asegurarse que el agua usada en la medicin sea filtrada para que no haya componentes que alteren su densidad. 35. Explique el procedimiento para determinar la cantidad necesaria de los componentes del lodo a una densidad deseada.La siguiente ecuacin aplica para aumentar la densidad del fluido de perforacin. El principio es acrecentar la cantidad de aditivos.

Donde:

Es la densidad a la que queremos llegar.1 es la densidad inicial.36. Explique el procedimiento para determinar la cantidad necesaria de los componentes del lodo si es necesario disminuirle la densidad. Para disminuir la densidad se procede a aumentar la cantidad de fase lquida. Se realiza con la siguiente ecuacin.

Donde se determina los ml. de agua a adicionar al lodo.37. Desde que fecha se comenz a estudiar la reologa de los fluidos de perforacin.La reologa empez a tomarse en cuenta partir de los aos 40, pues hasta antes de esta fecha, solo se empleaban lodos comunes a base de agua. En esta dcada se empiezan a aadir agentes modificantes de la densidad del lodo.38. Explique los aspectos a considerar en el diseo de un fluido de perforacin. Los aspectos a considerarse son:1. Densidad: seleccionada a partir de las presiones de poro y las presiones de fractura de las formaciones a atravesar, es importante pues garantiza la perforacin del hoyo sin problemas de arremetidas o prdidas de circulacin.1. Geologa: se busca el fluido que mejor se ajuste a las caractersticas geolgicas de las formaciones productoras para garantizar el mnimo dao a las formaciones de inters.

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