Pruebas de Absorción de Agua

Tipo LUGEON

Preparado por Ezequiel Mejía

HistoriaMaurice Lugeón, fue un geólogo suizo que formuló por

primera vez el método en 1933. Este ensayo nació

como un método de medir la permeabilidad del

terreno para proyectos de presa, sobre todo para las

inyecciones de cemento. La prueba se utiliza para

medir la cantidad de agua inyectada en un segmento

del hoyo perforado a una presión constante, el valor se

define como la pérdida de agua en litros por minuto y

por metro de pozo en un exceso de presión de 1 MPa.

Posteriormente se ha utilizado con gran profusión para

determinar la permeabilidad de las rocas consolidadas

en todo tipo de estudios.

Definiciones• Presión: P = F/A, es una magnitud física escalar

que mide la fuerza en dirección perpendicularpor unidad de superficie.

• Caudal: Q= V/t, es la cantidad de fluido que pasaen una unidad de tiempo.

• Permeabilidad: es la capacidad que tiene unmaterial de permitirle a un líquido que loatraviese sin alterar su estructura interna.

• Válvula: dispositivo mecánico para controlar,retener, regular, o dar paso a cualquier fluidoentubado.

Definición Ensayo Lugeón

Es un ensayo de campo que se realiza con

sondeos, únicamente en rocas consolidadas,

confinándolos con obturadores simples o

dobles, para medir la permeabilidad.

Consiste en medir el volumen de agua (V) que

se inyecta durante un tiempo (t), es decir, el

caudal Q=V/t, en un tramo de sondeo de

longitud (L) a una determinada presión (Ht)

Definición de la Unidad Lugeón• La unidad de inyectabilidad denominada Lugeón

(en honor a Maurice Lugeón), es una unidadconcebida para cuantificar la permeabilidad alagua de la roca y la conductividad hidráulicacomo resultado de sus fracturas, esta dado por elcaudal de admisión en l/min x m en función de lapresión ensayada.

• La unidad Lugeón se define como el gasto de1 litro de agua en un metro del tramo de ensayoa una presión efectiva de 10 kg/cm2, y suequivalencia en términos de permeabilidad es1.3 x 10-5 cm/s.

Partes para el funcionamiento del

ensayo de Lugeón

• Obturador o Packer

• Una Bomba Hidráulica

• Un Caudalímetro o Medidor de gastos de agua

• Uno o varios manómetros

• Línea de Inflación

• Stuffing Box

• Mangueras de presión

• Disipador de Turbulencia

• Llaves reguladoras

• Regulador de presión para gas inerte

• Balón de Nitrógeno

• Agua limpia

Agua y Balón de Nitrógeno

• El agua se inyectara parael calculo de perdida deeste en el tramo aensayar y el Nitrógenose le usara para el infladode los pakers.

• En ningún caso la presiónde inyección de aguadeberá superar a lapresión de inflado delpacker.

Válvula reguladora

de presión

• La válvula reguladora depresión es una válvulaautomática que reduceuna presión de entradaalta a una presión desalida menor yconstante, cualquieraque sea la variación enel caudal y en la presiónde entrada

Mangueras de presión

• Son mangueras conectadasdel regulador de presión alcarrete de la línea deinflación del obturador opacker.

• La presión que soportedebe ser mayor a la presiónde llenado del packer.

• Tiene diferentes tipos deconectores.

Línea de Inflación

• Son mangueras que pueden soportar presiones altas, y que son de diámetros inferiores al centímetro, esto para que puedan pasar por las gomas del stuffing box.

• Los hay en indistintos diámetros.

Obturadores ó Packers

• Los Packers inflables contienen

elementos Bimbar que se

refuerzan con dos capas de

cables de acero incrustadas en

caucho natural, cuentan con un

cabezal móvil y tienen

la capacidad de duplicar el

tamaño de su diámetro de

ejecución inicial.

Sonda piezométrica

• La sonda eléctrica consistede un probador de aceroinoxidable o de níquellatonado, un cable o cintacon graduación métrica oinglesa y un carrete. Elnúcleo del carrete contieneuna batería, una lámpara,una alarma y un dispositivode ajuste de sensibilidad.

Bomba hidráulica

• Al contrario de lo quemuchos piensan, lasbombas hidráulicas no soncapaces de generar unapresión, solamentesuministran un caudal, lomás constante posible, alcircuito. La presiónaparece cuando el caudalsuministrado por la bombatiene que vencer algúntipo de resistencia.

Válvula hidráulica

• Una válvula hidráulica

es un mecanismo que

sirve para regular el

flujo de fluidos.

• También servirá para

regular la presión

ejercida en el ensayo

de Lugeón.

Caudalímetro o flujómetro

• Es un instrumento de

medida para la medición

de caudal. Estos aparatos

suelen colocarse en línea

con la tubería que

transporta el fluido.

También suelen llamarse

medidores de caudal,

medidores de flujo o

flujómetros.

Manómetro

• Es un instrumento demedición que sirve paramedir la presión defluidos contenidos enrecipientes cerrados.Esencialmente sedistinguen dos tipos demanómetros, según seempleen para medir lapresión de líquidos o degases.[

Stuffing Box

• Prensaestopas (en español),

proporciona un sello en la

barra de perforación y en

contra de la línea wireline y

la línea de inflación. Esto

permite que el agua sea

bombeada bajo presión y

no retorne por el espacio

que deja la línea wireline y

la línea de inflación.

Línea de medidas presión-caudal para

prueba de permeabilidad

• Con esta línea se realiza las pruebas “Lugeón”

inyectando agua a través de las formaciones

geológicas bajo obturadores.

Vista general ensayo Lugeón

Balón de Nitrógeno

Válvula Reguladora

de Presión

Llave Reguladora

Manómetro de

Presión de Packer

Manguera de presión

Carrete de línea de

inflación

Llave de drenaje (del

gas

Línea de inflación

1.

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Cable Wireline

Stuffing Box

Obturador – Packer

Baquelita

Corona – Broca

Manguera de presión del Agua inyectado

Manómetro de presión de agua

Caudalímetro

Llaves reguladora

Llave reguladora y de drenaje del agua

Estabilizador de turbulencia

Bomba hidráulica.

9.

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Esquema de ensayo de

agua - Lugeón

Recomendaciones

• Todos los equipos y elementos a usarse tienenimpreso las especificaciones de uso, tales son asílas presiones máximas y caudal máximo.

• Así mismo el Caudalímetro presenta la indicaciónde direccionalidad del flujo para su correctofuncionamiento.

• Los obturadores presentan impreso la presiónmáxima a inflarse.

• La válvula de regulación de presión de la botellade nitrógeno, es de tipo tornillo y sumanipulación es en sentido contrario alnormalizado.

Recomendaciones

• Los cilindros de gases comprimidos expuestos

a el calor o fuego pueden llegar a estallar ya

que existe riesgo de sobrepresión.

• En casos de salud el gas nitrógeno es un gas

inerte, en caso de contacto con la piel no

existe peligro, salvo por salida de gas de alta

presión. Así mismo existe riesgo de asfixia por

desplazamiento de oxigeno.