Cuestionario de Lodos

8
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

description

• 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.

Transcript of Cuestionario de Lodos

Page 1: Cuestionario de Lodos

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

Page 2: Cuestionario de Lodos

3. Explique y describa las funciones del área de preparación.Es el área donde encuentran almacenados los materiales a utilizar para la perforación del pozo, así 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 química: Es el lugar donde se almacenan los aditivos usados para la preparación del lodo. Tanques de lodo: son contenedores metálicos que facilitan el almacenamiento y manejo del fluido de perforación. Mezclador: Se encuentra en el tanque activo. Tanque mezclador de química: En este tanque se pueden preparar fluidos con características definidas. Depósitos de química a granel: aquí se manejan los aditivos de una forma rápida 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 será enviado al pozo, este es succionado por las bombas y expulsado por la misma al sistema de circulación. 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 circulación del lodo, desde que lo succionan del tanque respectivo, hasta que el fluido retorna al extremo opuesto del tanque de succión, después de pasar por el interior de las tuberías y los espacios anulares respectivos. Estas bombas toman el lodo de los tanques y lo impulsan hasta la sarta de perforación. Cada equipo de perforación debe tener como mínimo tres bombas para el fluido de perforación; dos deben estar conectadas de tal manera que puedan operar solas, en paralelo y una tercera como auxiliar

Bombas dúplex: Son bombas de doble acción con 2 pistones, desplazan fluidos en las dos tuberías del ciclo de cada pistón mediante válvulas y descargas.

Bomba Triplex: Son bombas de acción sencilla con 3 pistones y empujan el fluido en una dirección, el pistón desplaza fluido solamente en su carrera de enfrente y no succiona. Se usa este tipo de bombas con el fin de que dos pistones estén conectados y el tercero este inactivo.7. Explique y describa las funciones de las conexiones superficialesComo conexiones superficiales se considera a la tubería de descarga, tubería parada, manguerote, swivel y línea de retorno.La función de este arreglo de herramientas es transportar el fluido de perforación hasta el swivel.La tubería de decarga es la sección que transporta el fluido desde la bomaba hasta la base de la tubería parada, esta permite al fluido alcanzar altura hasta llegar al maguerote, el maguerote es una tubería de goma resisten que se conecta al swivel, esta tubería permite el paso de fluido desde la tubería pesada al maguerote, esta es necesaria ya que no se estrangula al rotal la sarta. La línea de retorno es el paso por la cual el lodo de perforación que sale del hoyo es transportado al área de reacondicionamiento.8. Funciones de la sarta de perforación La sarta de perforación es una columna de tubos de acero, en cuyo extremo inferior va enroscada la columna de los drill collars, y en el extremo de está está enroscada la broca, que corta los estratos geológicos para hacer el hoyo que llegará al yacimiento.La sarta de perforación está compuesta de tubería de perforación y una tubería de pared gruesa llamada drill collars; además de una cierta cantidad de componentes menores. Cabe mencionar que las tuberías por las que está compuesta la sarta de perforación, como ya se mencionó, tienen características especiales para soportar esfuerzos de tensión, colapso y torsión. La sarta conecta los sistemas de superficie con la broca. Las principales funciones de la sarta de perforación son:

Trasmitir la rotación 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 formación se rompa mas fácilmente. Proporciona una vía de transporte desde la superficie hasta la broca, así sirve de conducto para el fluido de

perforación. Proporciona los medios para bajar o subir la broca dentro del pozo

9. Explique y describa la función de los equipos de separación 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 perforación son quitados del mimos. Existen varios equipos dependiendo del tamaño de solidos a separar, permitiendo hasta separar la mayor cantidad de arena posible.10. Porque es tan importante la remoción de los sólidos del lodo.El volumen y tipo de sólidos que se encuentren en el lodo de perforación afecta directamente las propiedades del mismo, la hidráulica, la rata de penetración, la estabilidad del hoyo y el costo total del pozo. De allí la importancia del

2

Page 3: Cuestionario de Lodos

control de sólidos en los lodos. El buen funcionamiento del fluido depende del control diario de sus características. El control de sólidos es la función más importante del tratamiento del lodo. 11. Explique para qué sirve la reologíaCiencia que estudia la deformación y flujo de la materia. Se conocen como propiedades reologicas a: La viscosidad, elasticidad y plasticidad.El termino también se utiliza para indicar las propiedades de un líquido dado (como en la reologia de los lodos), la reología del lodo se mide continuamente durante la perforación y se ajusta con aditivos o dilución para cumplir con las necesidades de la operación.12.Explique que son los fluidos newtonianos y sus principales característicasFluido en el cual su viscosidad se considera constante en el tiempo y solo depende de la temperatura. Son fluidos en los cuales la relación entre el esfuerzo cortante y la tasa de deformación es lineal.El fluido newtoniano carece de propiedades elásticas, es incompresible, isotrópico 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 relación entre el esfuerzo cortante y la velocidad de deformación es lineal.13. Cuál 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 característicasUn fluido pseudoplastico no tienen una tensión 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 tensión de corte.15. Explique qué son fluidos plásticos de Bingham y sus principales características.

16. Explique qué son fluidos dilatantes y sus principales características.

17. Explique qué son fluidos tixotrópicos y sus principales características.

3

- Son aquellos fluidos que aumentan su viscosidad al aumentar la velocidad de deformación aplicada (corte).

- La curva comienza con poca pendiente, lo que indica viscosidad aparente baja, después la pendiente incrementa conforme crece el gradiente de velocidad.

-

- Es el fluido que se comporta como un sólido hasta que excede un esfuerzo de deformación minima y excibe una realción lineal entre el esfuerzo y la relación de deformación.

- El fluido de Bingham depende del esfuerzo que se le aplica y no depende del tiempo.

- Requiere la aplicación 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.

Page 4: Cuestionario de Lodos

18. Explique qué son fluidos reopécticos y sus principales características.

- Son Aquellos para los cuales la viscosidad aumenta con el tiempo- Los fluidos reopécticos, se caracterizan por tener un comportamiento contrario a los tixotrópicos, es decir su

viscosidad aumenta con el tiempo y con la velocidad de deformación aplicada19. Explique los distintos patrones de flujo.Flujo laminar: Se genera perfil de velocidad, las velocidades que están en las paredes tiende a cero y en el centro a la máxima velocidad.

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

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

Flujo transitorio. _ Es el cambio de movimiento de turbulento a laminar 20. Explique qué es y para qué sirve el número de Reynolds.Es la relación 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:NR=¿ vDρ

n¿ 

21. Qué es velocidad crítica.Es aquella velocidad por debajo de la cual toda turbulencia es amortiguada por la acción de la viscosidad del fluido.22. Diga los valores del número de Reynolds para cada patrón de flujo

23. Explique donde es recomendable tener cada patrón de flujo y por qué.En la parte de abajo se necesita un flujo turbulento ya que tiene que subir los ripios mientras va subiendo el flujo comienza una transición hasta convertirse en flujo laminar para que en la superficie vaya por la línea de retorno.24. Explique que son modelos reológicos y para qué sirve.

4

- Un fluido tixotrópico es un fluido que tarda un tiempo finito en alcanzar una viscosidad de equilibrio cuando hay un cambio instantáneo en el ritmo de cizalla.

- Muestra una disminución 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, después la pendiente disminuye con el incremento de la gradiente de la velocidad.

Page 5: Cuestionario de Lodos

Estos modelos ayudan a predecir el comportamiento de fluidos sobre una escala de corte.Es una descripción de la relación entre el esfuerzo de corte que experimenta un fluido y la tasa de corte.

- Modelo newtoniano La relación 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 función lineal de la tasa de corte. Una vez que excede un esfuerzo de deformación minima

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

-Modelo de Herschel –bucley Este modelo combina las características de los newtonianos, plásticos de bingham y la ley exponencial.

25. Diga los tipos de lodos que existen.- Lodo a base agua (Salinos, polímeros, bajos en solidos) - Lodos base aceite (Diésel, emulsión, aceite)-lodo con aire o gas (formaciones con bajas presiones)26. Nombre y describa los principales equipos utilizados en las prácticas de laboratorio.- Batidora. _ Sirve para mezclar los diferentes fluidos y solidos que usamos para crear el lodo - Balanza. _ Nos ayuda a pesar exactamente cuántos gramos de químicos necesitamos- Juego de contenido de arena. _este nos ayudó 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 tamaño y un tarro que nos brinda agua presurizada.- Viscosímetro 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 perforación.

o Controlar la velocidad de filtración sin aumentar significativamente la viscosidad del fluido.o Encapsular la lutita a fin de evitar su hinchamiento y desintegración

28. Explique las funciones de la bentonita en el lodo de perforación.Es un viscosificador de óptimo grado, se emplea para el control de viscosidad y de pérdida de filtrado en todos los lodos de agua dulce.

Control de presiones de formación y estabilización de las paredes Enfriamiento de la herramienta de perforación Sellamiento o formación de un recubrimiento delgado e impermeable contra la pared del pozo que no dejar filtrar agua

en la formación geológica. Permitir la adición de agentes densificantes Producción de una presión hidrostática suficiente para estabilizar la pared y conservar en la formación geológica sus

fluidos. Remoción de escombros del fondo del pozo y transporte de los mismos a la superficie. Soporte de parte del peso del taladro. Transmisión de potencia hidráulica a la broca

29. Explique las funciones de la barita en el lodo de perforación.Es un agente densificante que se emplea más comúnmente para lodos. Tiene además 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 perforación

Sirve como viscosificante, sus características reologicas permiten retirar partículas de viruta y detrito de vuelta a la superficie.

Permite retirar partículas de viruta y detriro de vuelta a la superficie Cuando la perforación se detiene, su naturaleza seudoplastica permite que los lodos de perforación atengan mejor

características de suspensión. Altas concentraciones de salinidad, resistencia a altas temperaturas y degradación mecánica.

31. Explique el procedimiento utilizado en la preparación del lodo.5

Page 6: Cuestionario de Lodos

Previo al procedimiento, medimos las cantidades necesarias de los aditivos a utilizar en el lodo, en nuestra práctica fueron: 15 gr de Xanthan gum, 5 gr de bentonita, y 5 gr de barita.

Se llena el vaso de la licuadora con 500 ml. De agua. Colocamos el vaso en la licuadora. Empezamos a añadir los aditivos al agua poco a poco para evitar la formación de ojos de pescado (grumos) Una vez agregados todos los aditivos, se mantiene mezclando de 3-5 min.

32. Explique qué se debe garantizar y porque durante la preparación del lodo.Se debe garantizar que el lodo no presente ojos de pescado, pues éstos son grumos que alteran su densidad.33. Qué es la densidad del lodo y por qué es tan importante medirla.La densidad, o peso del lodo, es la masa por unidad de volumen del fluido de perforación, expresado en diferentes sistemas de unidades como: lbm/gal (ppg) o kg/m3. Es importante porque la densidad controla la presión hidrostática del pozo y evita el flujo no deseado en el mismo.34. Cómo se calibra la balanza de lodos y porqué 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 medición 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 ecuación aplica para aumentar la densidad del fluido de perforación. El principio es acrecentar la cantidad de aditivos.

Gr aditivo=1505 ( ρf−ρ1 )35.08−ρf

Donde:

ρf Es la densidad a la que queremos llegar.ρ1 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 líquida. Se realiza con la siguiente ecuación.

ml agua=( ρf−ρ1ρf−8,33 )∗350Donde se determina los ml. de agua a adicionar al lodo.37. Desde que fecha se comenzó a estudiar la reología de los fluidos de perforación.La reología empezó a tomarse en cuenta partir de los años 40, pues hasta antes de esta fecha, solo se empleaban lodos comunes a base de agua. En esta década se empiezan a añadir agentes modificantes de la densidad del lodo.38. Explique los aspectos a considerar en el diseño de un fluido de perforación. Los aspectos a considerarse son:

Densidad: seleccionada a partir de las presiones de poro y las presiones de fractura de las formaciones a atravesar, es importante pues garantiza la perforación del hoyo sin problemas de arremetidas o pérdidas de circulación.

Geología: se busca el fluido que mejor se ajuste a las características geológicas de las formaciones productoras para garantizar el mínimo daño a las formaciones de interés.

6