INFORME 1.

UNIVERSIDAD DE ORIENTENÚCLEO DE MONAGAS

ESCUELA DE INGENIERÍA DE PETRÓLEOLABORATORIO DE PERFORACIÓN

INFORME N° 1

Lodos Tipo Lignosulfonatos

PROFESOR: INTEGRANTES:ING. JAIME DIAZ FRANCI DIAZ C.I. 17092336

GRUPO N° SECCION

MATURIN, ENERO DE 2013

ÍNDICE INTRODUCCIÓN. MARCO TEÓRICO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FORMULACIÓN DE FLUIDOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ANÁLISIS DE RESULTADOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CONCLUSIONES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . BIBLIOGRAFÍA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ANEXOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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INTRODUCCIÓN

Los fluidos o lodos de perforación son mezclas liquidas o gaseosas que

circulan en pozos bien sea de petróleo o de gas, estos lodos típicamente son

a base de agua o aceite, dependiendo bajo qué condiciones se desee utilizar;

estos fluidos ayudan al momento de perforar un pozo, tienen múltiples

ventajas y beneficios, beneficios que solo se obtienen si al momento de su

preparación cumple con todos los parámetros necesarios como por ejemplo:

la densidad, viscosidad, alcalinidad, crear buen revoque, entre otros aspectos

que son necesarios para un proceso de perforación exitoso.

Es necesario el conocimiento y el buen manejo de los equipos y

aditivos encargados para el logro de un buen lodo de perforación; de allí la

importancia del laboratorio de perforación, curso donde se imparten

conocimientos sobre los equipos a utilizar para la creación de un buen lodo;

por ejemplo uno de los equipos a recurrir es el filtro prensa API, el cual como

su nombre lo indica cumple la función de filtro mediante la aplicación de

presión, nos genera el filtrado del lodo y el revoque que posiblemente el lodo

pueda crear a la formación, pudiendo analizar si el fluido que se está

elaborando será eficiente, de allí se desglosan múltiples funciones y están

relacionadas con los aditivos que se le deben añadir para que dicho fluido sea

exitoso en todas las propiedades necesarias.

MARCO TEÓRICO

Fluido de Perforación.

El Lodo de perforación es un fluido circulante generalmente a base de

agua o aceite cuyas propiedades has sido modificada y controladas por

sólidos y líquidos disueltos o mantenidos en suspensión y que es utilizado

principalmente para extraer los recortes de la mecha hacia superficie durante

las actividades de perforación de pozos.

Fluidos de Perforación Base Agua.

Contienen agua como fase liquida continua y son utilizados para

perforar la mayoría de los pozos superficiales. Son relativamente simples y de

costo razonable. Pueden ser densificados o no.

Tipos

Fluido de Arranque: son usados para comenzar la perforación del pozo.

Contiene arcilla comercial para incrementar viscosidad y construir revoque y

el más común es el sistema agua-gel. Su utilización se realiza principalmente

cuando la formación a perforar esta mayormente compuesta por arenas

poco consolidadas y grava. Se puede convertir a otro sistema mediante la

adición de productos químicos.

Fluidos Químicamente Tratados: Independientemente del nombre que se le

asignen, usualmente contienen todos ó algunos de los siguientes

compuestos: arcillas, químicos solubles (incluyendo sales), un aditivo para

control de pH, uno ó más polímeros orgánicos, surfactante y desfloculante.

Ligeramente Tratados: Son usualmente no densificados y son usados en

problemas menores en el hoyo. Se emplean en hoyos superficiales y hoyos

de producción de yacimientos someros. Ejemplo: Sistemas Gel – PAC, Agua –

Goma Xántica.

Altamente Tratados: Generalmente son densificados (barita, hematita,

carbonato de calcio) y contienen significativas concentraciones de productos

químicos y arcilla comercial en su formulación para mantener control estricto

de la reología, perdida de filtrado, densidad e inhibición de arcillas y lutitas.

Los productos químicos utilizados pueden ser los considerados como

convencionales, como el lignosulfonato, lignito, tanino, asfalto, cal, KCl, etc. ó

especializados como complejo de aluminio, glicoles y aminas.

Fluidos de Bajos Sólidos: Fluidos no densificados con menos de 6% de

sólidos, no deben contener más de 3% v/v de sólidos totales de arcillas y

exhibir una relación sólidos perforados a bentonita, no menor de 2:1. Son

costosos de mantener debido a la necesidad de mantener los sólidos bajos.

Los principales productos que se utilizan en sus formulaciones son bentonitas

de alto rendimiento, bentonita sódica convencional, extendedores de

bentonita, almidones, goma xántica, KCl y algunas veces PHPA.

Fluidos Poliméricos: Se caracterizan por su bajo contenido de arcilla

comercial, pueden ser densificados y por la utilización de uno o varios

polímeros, ya sea para inhibir arcillas (encapsulación), controlar propiedades

de acarreo y/o propiedades de filtración. El agua a utilizar en su preparación

puede ser fresca, de mar y salmueras. Los sistemas PHPA son ejemplos

clásicos de esta categoría.

Fluidos a Base de Agua Salada: en ellos tienen lugar los siguientes sistemas:

Sistemas de Fluido Agua de Mar: El agua de mar es a menudo usada para la

formulación y mantenimiento de lodos de perforación en operaciones costa

afuera, principalmente debido a su disponibilidad y características

inhibidoras. Los productos que comúnmente se utilizan para formular fluidos

a base agua de mar son: Bentonita prehidratada, CMC (carboximetil

celulosa), almidón tratado, soda cáustica, soda ash, lignosulfonato, lignito,

tanino, PHPA y antiespumante.

Sistemas de Fluido Saturado con Sal: Son preparados adicionando NaCl al

agua hasta su saturación (± 10,6 lb/gal), posteriormente se le adicionan los

demás aditivos. Los productos que generalmente se utilizan en la

formulación de estos sistemas son: Bentonita prehidratada, soda cáustica,

almidones tratados, taninos, lignosulfonatos y diversos polímeros.

Propiedades de los Fluidos de Perforación

Densidad: es la medida del peso de un volumen dado de fluido expresada

generalmente en campo en lb/gal.

Reología: es el estudio de la materia bajo una fuerza aplicada ó como los

fluidos de perforación se mueven bajo una presión aplicada. El flujo de los

fluidos de perforación se describe mediante los Modelos Reológicos.

Viscosidad Plástica: es la resistencia al flujo causado por la fricción mecánica

entre las partículas suspendidas y por la viscosidad de la fase liquida

continua. VP = Ø 600 rpm - Ø 300 rpm @ una temperatura de 120°F para

fluidos base agua y se expresa en centipoise.

Punto Cedente: mide la interrelación de fuerzas positivas y negativas

(electrostáticas) dentro del fluido. Está influenciado por la concentración,

cargas eléctricas y tratamiento químico de los sólidos. En el viscosímetro de

lectura directa, el PC = Ø 300 rpm – VP y se expresa en lb/100 pies2

Tixotropía: es la que describe como es afectado por el tiempo el

comportamiento del flujo de los fluidos. El tiempo no es incluido en ninguno

de los Modelos Reológicos, sin embargo afecta las propiedades de los fluidos

de perforación y debe ser considerado de alguna manera. Una manera

sencilla de estimar la tixotropía de los lodos es midiendo los Esfuerzos o

Resistencia de Geles.

Resistencia de Geles: es una función de las fuerzas electrostáticas entre

partículas. Se miden fuerzas de gelatinización a 10 segundos y 10 minutos.

Bajo condiciones de alta temperatura es recomendable la medición del gel de

30 minutos. La diferencia de la magnitud de la gelatinización cuando el fluido

queda estático se expresa en lb/100 pies2.

Viscosidad Cinemática: Es la resistencia del lodo a fluir como líquido. A nivel

de campo puede ser medida a través de la viscosidad de embudo, es decir la

relación que guarda la viscosidad de un fluido respecto a su densidad. No es

una medida verdadera de la viscosidad, debido a que el flujo del lodo a través

del tubo del embudo no se realiza a un esfuerzo de corte constante. Esta muy

influenciada por la temperatura del lodo.

Filtración y Construcción de Revoque: son acciones que el fluido de

perforación efectúa a través y sobre las paredes del hoyo. Algunas

formaciones permiten que el líquido del fluido de perforación penetre dentro

de estas, dejando una capa de sólidos sobre las paredes del hoyo. Este

revoque construye una barrera y reduce la cantidad líquido que pueda

invadir a la formación.

% de Sólidos: una retorta es usada para determinar la cantidad de sólidos y

líquidos presentes en el fluido de perforación.

pH: indica la alcalinidad o basicidad del lodo de perforación; mide la

concentración de hidrógenos. El aumento del pH en una unidad, es una

aumento de diez veces la concentración de iones H+

Alcalinidad: determina la concentración de hidroxilo, carbonato y

bicarbonato midiendo la cantidad de ácido requerido para reducir el pH.

Capacidad de Intercambio Catiónico: son los cationes intercambiables de la

arcilla de la capa unitaria.

Equipos Para Medir Propiedades del Lodo de Perforación.

Balanza de Lodo: consta de una copa de volumen constante y una regla

calibrada para medir directamente la densidad del fluido en lpg (Libras por

Galón). Se calibra con agua.

Embudo Marsh y Tasa de Lodo: Embudo con capacidad de 1500 cc; con un

orificio en el fondo que mide 2 pulgadas de largo y 3/16 pulgadas de

diámetro. Usado para determinar la viscosidad aparente de campo es decir;

mide el tiempo (en segundos) que tarda en llenarse la tasa de lodo hasta la

marca de ¼ de galón (146 ml).

Viscosímetro Rotatorio: Utilizado para medir propiedades reológicas del

fluido como: punto cedente, resistencia de gel y viscosidad plástica. Está

compuesto principalmente de un cilindro que gira dentro de un vaso de

medición que contiene la muestra. El rotor es accionado por un motor de

corriente continua con velocidad fija o programada. Para fluidos a base agua

la temperatura a trabajar va a ser de 120 °F y para fluidos a base aceite la

temperatura va a ser 150 °F.

Retorta de 10 ML: Usada para determinar la cantidad de sólidos y líquidos

presentes en el fluido de perforación. Una cantidad conocida de fluido es

calentada hasta la evaporación total de la fase liquida y procesado a través

de un condensador, el porcentaje de líquidos es recuperado y medido en un

cilindro graduado y sustraído del 100% para obtener el porcentaje de sólidos

por volumen contenido en el fluido. La prueba tiene una duración de 30 a 45

minutos. La retorta se compone de: un condensador, lana de acero,

lubricante de plomo y cilindro graduado.

Filtro Prensa API y Filtro HP-HT: Instrumento usado para medir la filtración y

el revoque construido sobre las paredes del hoyo. Para lodos a base agua la

filtración API se define como la cantidad de fluido (ml) recolectado durante

30 minutos aplicando una diferencia de presión de 100 lb/pulg2 (PSI) a bajas

temperaturas. Para lodos a base aceite la filtración se define como la

cantidad de fluido (ml) recolectado (multiplicado por 2) durante 30 minutos,

aplicando una diferencia de

presión de 500 lb/pulg2 (PSI), a altas temperaturas (hasta 450 °F- 232 °C), se

reporta como filtrado AP-AT (Alta Presión - Alta Temperatura).

PH Metro: Es un sensor utilizado en el método electroquímico para medir el

pH de una disolución. La determinación de pH consiste en medir el potencial

que se desarrolla a través de una fina membrana de vidrio que separa dos

soluciones con diferente concentración de protones.

Papel de pH: Es un tipo de papel que se usa en el laboratorio para determinar

de manera cualitativa el pH de las sustancias. Viene en varias presentaciones,

la más común es en forma de tiras delgadas cortadas en trozos o enrolladas

en un dispensador, el cual trae un patrón con las diferentes tonalidades con

las que se puede comparar la coloración que adopta el papel al mojarlo con

la solución en cuestión y determinar así el grado de acidez de la misma.

Papel Filtro: Utilizado en la prueba de azul de metileno; para determinar la

concentración equivalente de bentonita en un fluido de perforación. El papel

filtro es un papel utilizado como tamiz o filtro que se usa principalmente en

el laboratorio.

Aguja de Vicat: este aparato se utiliza para determinar el espesor del

revoque. Consta de un aguantador provisto de un vástago movible que pesa

300 gramos. En el extremo superior del vástago, tiene un émbolo de 1 cm de

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

cambiable de 1 mm de diámetro y 5 cm de longitud. Unido a la base del

aparato se tiene una pequeña placa que sirve para colocar el papel de filtro

que contiene el revoque cuyo espesor se desea medir.

Aditivos de Lodos.

Bentonita: Es una arcilla coloidal plástica que se compone principalmente del

mineral montmorillonita de sodio, un silicato de aluminio hidratado. Para ser

usada en fluidos de perforación, la bentonita tiene un rendimiento mayor

que 85bbl/tonelada. El término genérico “bentonita” no constituye un

nombre mineralógico exacto, y la arcilla no tiene una composición

mineralógica definida. El termino bentonita se usa para describir la

montmorillonita sódica explotada comercialmente que se usa como aditivo

para el lodo de perforación. La montmorillonita sódica también se añade

normalmente a un lodo para aumentarla viscosidad y reducir el filtrado. Las

propiedades de filtración y reológicas del lodo dependen de las cantidades de

las diferentes arcillas contenidas en el lodo. Como la montmorillonita es

añadida intencionalmente aun lodo para controlar estas propiedades, los

otros tipos de arcillas pueden ser considerados como contaminantes, visto

que no son tan eficaces como una arcilla comercial.

Barita, Baritina o Sulfato de Bario: el Sulfato de bario natural usado para

aumentar la densidad de los fluidos de perforación. Cuando se requiere,

normalmente se mejora a una gravedad específica de 4,20. La barita existe

en minerales o masas cristalinas blancas, grisáceas, verdosas y rojizas.

Soda Caústica: La soda cáustica es el hidróxido de sodio (NaOH) que se

puede usar en salmueras monovalentes como fuente de iones hidroxilo para

controlar el pH. Otros nombres comunes para el hidróxido de sodio son

cáustica, álcali y lejía. Se trata de una base fuerte que es extremadamente

soluble en agua y se disocia formando iones sodio (Na+) e hidroxilo (OH-) en

solución.

Potasa Caústica: es una base fuerte de uso común en la industria de los

fluidos de perforación como aditivo, y es utilizado cuando existe una

disminución en el pH del mismo, por lo que se agrega potasa caustica para

aumentarlo. La mayoría de las aplicaciones explotan su reactividad con

ácidos.

Dispersantes

El empleo de dispersantes, o reductores de viscosidad, mejora en

forma notable el control de la pérdida de filtrado. Al dispersar o deflocular las

partículas coloidales, los dispersantes promueven la formación de un

revoque delgado y resistente con una estructura uniforme y superpuesta.

Algunos dispersantes contribuyen al control de la pérdida de filtrado al sellar

o taponar pequeñas aberturas en el revoque (lignosulfonatos y lignitos).

Agente Densificante

Los materiales densificantes no son más que elementos o sustancias no

tóxicas y no reactivas, que al ser adicionados a un fluido de perforación

incrementan la densidad del mismo para así controlar eficientemente las

presiones de las formaciones atravesadas.

Lodos Tipo Lignosulfonatos

Son aquellos fluidos que se adhieren sobre la partícula de arcilla por

atracción para reducir viscosidad y fuerza de gel.

Lignito

Es un ácido orgánico que proporciona aniones al fluido, haciendo que

se repelen las partículas.

Lignosulfonato

Es un ácido orgánico que proporcionan aniones para reducir punto

cedente y esfuerzo de gel al neutralizar cationes de arcilla.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

.-PRUEBAS FÍSICAS

.-*BALANZA DE LODO

Procedimiento:

1. Quitar la tapa del vaso y llenar completamente el vaso con el lodo a

probar.

2. Volver a poner la tapa y girar hasta que esté firmemente asentada,

asegurándose que parte del lodo sea expulsado a través del agujero de la

tapa.

3. Limpiar el lodo que esta fuera del vaso y secar el vaso.

4. Colocar el brazo de la balanza sobre la base, con el cuchillo descansando

sobre el punto de apoyo.

5. Desplazar el caballero hasta que el nivel de burbuja de aire indique que el

brazo graduado esta nivelado.

6. En el borde del caballero más cercano, leer la densidad o el peso del lodo.

7. Ajustar el resultado a la graduación de escala más próxima, en lb/gal,

lb/pies.

.-*VISCOSÍMETRO ROTATIVO

Procedimiento:

1. Colocar la muestra recién agitada dentro de un vaso térmico y ajustar la

superficie del lodo al nivel de la línea trazada en el manguito del rotor.

2. Calentar o enfriar la muestra hasta 120°F (49°C). Agitar lentamente

mientras se ajusta la temperatura.

3. Arrancar el motor colocando el conmutador en la posición de alta

velocidad, con la palanca de cambio de velocidad en la posición más baja.

Esperar que el cuadrante indique un valor constante y registrar la indicación

obtenida a

600 RPM. Cambiar las velocidades solamente cuando el motor está en

marcha.

4. Ajustar el conmutador a la velocidad de 300 RPM. Esperar que el

cuadrante indique un valor constante y registrar el valor obtenido para 300

RPM.

5. Viscosidad plástica en centipoise = indicación a 600RPM menos indicación

a 300 RPM.

6. Punto cedente en lb/100pies2 = indicación a 300 RPM menos viscosidad

plástica en centipoise.

7. Viscosidad aparente en centipoise = indicación a 600 RPM dividida por 2.

Procedimiento para Determinar los Esfuerzos de Gel.

1. Agitar la muestra a 600 RPM durante aproximadamente 15 segundos y

levantar lentamente el mecanismo de cambio de velocidad hasta la posición

neutra.

2. Apagar el motor y esperar 10 segundos.

3. Poner el conmutador en la posición de baja velocidad y registrar las

unidades de deflexión máxima en lb/100pies2 como esfuerzo de gel inicial. Si

el indicador del cuadrante no vuelve a ponerse a cero con el motor apagado,

no se debe reposicionar el conmutador.

4. Repetir las etapas 1 y 2, pero dejar un tiempo de 10 minutos y luego poner

el conmutador en la posición de baja velocidad y registrar las unidades de

deflexión máxima como esfuerzo de gel a 10 minutos.

.-*RETORTA

Procedimiento:

1. Dejar que la muestra de lodo se enfrié a temperatura ambiente.

2. Desmontar la retorta y lubricar las roscas del vaso de muestra con grasa

para altas temperaturas. Llenar el vaso de muestra con el fluido a probar casi

hasta el nivel máximo. Colocar la tapa del vaso de muestra girando

firmemente y escurriendo el exceso de fluido para obtener el volumen exacto

(se requiere un volumen de 10, 20 ó 50 ml. Limpiar el fluido derramado sobre

las tapas y las roscas.

3. Llenar la cámara de expansión superior con virutas finas de acero y luego

atornillar el vaso de muestra a la cámara de expansión. Las virutas de acero

deberían atrapar los sólidos extraídos por ebullición. Mantener el montaje

vertical para evitar que el lodo fluya dentro del tubo de drenaje.

4. Introducir o atornillar el tubo de drenaje dentro del orificio en la

extremidad del condensador, asentándolo firmemente. El cilindro graduado

que esta

calibrado para leer en porcentajes debería estar sujetado al condensador con

abrazaderas.

5. Enchufar el cable de alimentación en el voltaje correcto y mantener la

unidad encendida hasta que termine la destilación, lo cual puede tardar 25

minutos según las características del contenido de petróleo, agua y sólidos.

6. Dejar enfriar el destilado a la temperatura ambiente.

7. Leer el porcentaje de agua, petróleo y sólidos directamente en la probeta

graduada.

8. Al final de la prueba, enfriar completamente, limpiar y secar el montaje de

la retorta.

.-*MEDIDOR DE PH

Procedimiento:

1. Obtener la muestra de fluido a probar y dejar que alcance la temperatura

de 75±5ºF (24±3ºC).

2. Dejar que las soluciones amortiguadoras alcancen la misma temperatura

que el fluido a probar. Para obtener una medida precisa del pH del fluido de

la prueba, la solución amortiguadora y el electrodo de referencia deben estar

a la misma temperatura. El pH de la solución amortiguadora indicado en la

etiqueta del recipiente sólo es para 75ºF (24ºC). Para calibrar a otra

temperatura, se debe usar el pH efectivo de la solución amortiguadora a esa

temperatura. Tablas de valores del pH de la solución amortiguadora a

diferentes temperaturas pueden ser obtenidas del fabricante y deberían ser

usadas en el procedimiento de calibración.

3. Limpiar los electrodos – lavarlos con agua destilada y secar.

4. Colocar la sonda dentro de la solución amortiguadora de pH 7,0.

5. Activar el medidor, esperar 60 segundos para que la indicación se

estabilice. Si la indicación del medidor no se estabiliza, consultar los

procedimientos de limpieza.

6. Medir la temperatura de la solución amortiguadora de pH 7,0.

7. Fijar esta temperatura sobre el botón de “temperatura”.

8. Fijar la indicación del medidor a “7,0” usando el botón de “calibración”.

9. Enjuagar y secar la sonda.

10. Repetir las Etapas 6 a 9 usando una solución amortiguadora de pH 4,0 ó

10,0. Usar la solución de pH 4,0 para la muestra de bajo pH, o la solución de

pH 10,0 para la muestra alcalina. Ajustar el medidor a “4,0” o “10,0”

respectivamente, usando el botón de “temperatura”.

11. Controlar de nuevo el medidor con la solución amortiguadora de pH 7,0.

Si la indicación ha cambiado, fijarla de nuevo a “7,0” con el botón de

“calibración”. Repetir las Etapas 6 a 11. Si el medidor no se calibra

correctamente, reacondicionar o reemplazar los electrodos de la manera

indicada en los procedimientos de limpieza.

12. Si el medidor calibra correctamente, enjuagar y secar los electrodos.

Colocar la muestra a probar. Esperar unos 60 segundos para que la indicación

se estabilice.

13. Registrar el pH medido, junto con la temperatura de la muestra probada.

Indicar si se probó el lodo o el filtrado.

14. Limpiar minuciosamente los electrodos, preparándolos para el próximo

uso. Colocar dentro de una botella de almacenamiento, con el electrodo a

través del tapón. Usar una solución amortiguadora de pH 7,0 para almacenar

el electrodo. En general no se recomienda usar agua des-ionizada para

almacenar el electrodo. Si se almacena el medidor sin usar por mucho

tiempo, quitarle las pilas.

15. Desactivar el medidor y cerrar la tapa para proteger el instrumento.

.-*FILTRO PRENSA API

Procedimiento:

1. Sacar cuidadosamente todo el conjunto del filtro prensa, interior y

exteriormente.

2. Armar la tapa inferior y la celda, asegurando la empacadura, el tamiz y el

papel filtro en forma correcta.

3. Llenar la celda con lodo (1 barril = 350 cc). Colocar el conjunto en la base o

marco del filtro-prensa.

4. Colocar la empacadura y la tapa superior y apretar el tornillo T lo suficiente

para impedir la pérdida de presión. Apretar excesivamente puede dañar las

roscas.

5. Colocar el cilindro graduado y seco debajo del tubo de drenaje para

recoger el filtrado.

6. Cerrar la válvula de purga y aplicar una presión de 100 +/– 5 lbs/in².

7. Luego de 30 minutos, cortar y abrir lentamente la válvula de purga. Leer el

volumen de agua que vaya en el cilindro graduado y anotar el mismo, en

centímetros cúbicos, como pérdida de agua API. Debe anotarse la

temperatura del lodo al comienzo de la prueba en °F.

8. Desenroscar el tornillo T y quitar el conjunto de la base. Asegurarse

primero que haya liberado toda la presión. Desarmar el conjunto y descargar

el lodo con un cuidado extremo para salvar el papel filtro con un mínimo de

daño al revoque. Se debe lavar el revoque depositado en el papel con una

corriente suave de agua.

9. Medir el espesor del revoque en 32 avos de pulgadas (8 mm). Anotar sus

características (delgado, grueso, liso, áspero, flexible, quebradizo, duro

blando, gomoso).

.-PRUEBAS QUÍMICAS

.-*ALCALINIDAD DEL FILTRADO (PF Y MF)

Procedimiento:

1. Medir 1 ml de filtrado dentro del recipiente de valoración.

2. Añadir 2 o 3 gotas de indicador de fenolftaleína. Si la solución se vuelve

rosada.

3. Añadir acido sulfúrico 0,02 N gota a gota de la pipeta, agitando hasta que

el color rosado desaparezca. Si la muestra esta tan coloreada que no se

puede observar el cambio de color del indicador, el punto final será tomado

cuando el pH cae a 8.3, según sea medido por el medidor de pH con

electrodo de vidrio

4. Indicar la alcalinidad de fenolftaleína del filtrado, Pf, como numero de ml

de acido 0,02 N requeridos por ml de filtrado para lograr el punto final.

5. Añadir 3 a 4 gotas de indicador de anaranjado de metil/verde de

bromocresol a la misma muestra que fue utilizada para medir Pf, un color

verde aparecerá.

6. Valorar con acido 0,02 N hasta que el color se vuelva amarillo. Esto

ocurrirá al pH 4,3.

7. Mf se indica como el volumen total (ml) de acido utilizado para Pf más ésta

ultima valoración.

.-*ALCALINIDAD DEL LODO (PM)

Procedimiento:

1. Medir un ml (cc) de lodo dentro del recipiente de valoración utilizando la

jeringa.

2. Diluir la muestra de lodo con 25 ml de agua destilada.

3. Añadir 5 gotas de indicador de fenolftaleína, y durante la agitación, añadir

acido sulfúrico (H2SO4) 0,02 N hasta que el color rosa desaparezca. Si la

muestra esta tan coloreada que no se puede observar el cambio de color del

indicador, el punto final será tomado cuando el pH cae a 8,3, según sea

medido con electrodo de vidrio.

4. Indicar la alcalinidad de fenolftaleína de lodo, pm, como numero de ml o cc

de H2SO4 0,02 N (N/50) requeridos por ml o cc de lodo.

.-*CAPACIDAD DE AZUL DE METILENO (MBT)

Procedimiento:

1. Añadir 1 ml de lodo a 10 ml de agua destilada en el matraz Erlenmeyer.

2. Añadir 15 ml de peróxido de hidrógeno (agua oxigenada) y 0,5 ml de la

solución de ácido sulfúrico 5 N y mezclar revolviendo antes de calentar.

Hervir a fuego lento durante 10 minutos.

3. Diluir con agua hasta obtener una solución de aproximadamente 50 ml.

4. Añadir la solución de Azul de Metileno, agregando cada vez una cantidad

de 0,5 ml de la bureta o pipeta al matraz. Después de cada adición, agitar el

contenido del matraz durante unos 30 segundos. Mientras que los sólidos

están suspendidos, extraer una gota del matraz con una varilla de vidrio y

colocarla sobre el papel filtro. Se alcanza el punto final de la valoración

cuando el colorante aparece en la forma de un círculo azul verdoso alrededor

de los sólidos teñidos.

5. Al detectar el color azul verdoso que se está propagando a partir del

punto, agitar el matraz durante 2 minutos adicionales y añadir otra gota al

papel filtro. Si se observa otro círculo azul verdoso, el punto final de la

valoración ha sido alcanzado. Si el círculo no aparece, repetir la operación

anterior hasta que una gota extraída después de agitar por 2 minutos

muestre el color azul verdoso.

6. Registrar el volumen (ml) de solución de azul de metileno usado.

7. Capacidad de azul de metileno (MBT) del Lodo:

MBT=mlde Azul deMetilenomlde Lodo

∗5

FORMULACIÓN DE FLUIDOS

Muestra N° 1

.-Determinación de Masas de los Aditivos: m=ρ∗v

mBentonita=15 lb

bl∗2bl=30 mPotasa=1 lb

bl∗2bl=2

.-Determinación de la Densidad de los Aditivos: ρ=ρAgua∗G. E ρBentonita=8,33 lpg∗2,6=21,66 ρPotasa=8,33 lpg∗1,4=11,66

.-Determinación de Volumen de los Aditivos: V=mρ

VBentonita= 30 lb

21,66 lbgal

=1,38 gal∗1BL42gal

=0,033

VPotasa= 2 lb

11,66 lbgal

=0,17gal∗1BL42gal

=0,004

.-Balance de Volumen:

Agua + 20 lpb Bentonita + 1 lpb Potasa

V T=V Agua + V Bentonita + V Potasa

2=V Agua+0,033+0,004

V Agua=1,963

. Transformando los valores obtenidos en unidades de laboratorio:

V Agua=1,963BL∗350cc1BL

=687,05cc

mPotasa=2lb∗1g1lb

=2gr

mBentonita=30lb∗1g1 lb

=30 gr

Muestra N° 2

Balance de Volumen:

2=V Bentonita+V Potasa+V Agua+V Barita

2=0.037+V Agua+V Barita

V Agua+V Barita=1,963

V Agua=1,963−V Barita Ecuación (1)

Agua + 15 lpb Bentonita + 1 lpb Potasa + Barita

Balance de Masa: m=ρ∗v

ρT∗V T=ρAgua∗V Aagua+ρPotasa∗V Potasa+ ρBentonita∗V Bentonit+ ρBarita∗V Barita

10∗2=8,33∗V Aagua+0,762+34,99∗V Barita

8,33∗V Aagua+34,99∗V Barita=19,238 Ecuación (2)

Sustituyendo Ecuación (1) en Ecuación (2) para obtener el Volumen de Barita:

8,33∗(1,963−V Barita )+34,99∗V Barita=19,238

V Barita=0,108

Sustituyendo el V Barita en la Ecuacion (1) obtenemos el V Agua:

V Agua=1,963bl – 0,108bl=1,855bl

Determinacion de la Masa de Barita: m=ρ∗v

mBarita=

V Barita∗ρBarita∗42g1bl

mBarita=0,108bl∗34,99lp g∗42g

1bl=158,71lb



=649,25cc

mPotasa=2lb∗1g1lb

=2gr


=30 gr

mBarita=158,71lb∗1g1 lb

=158,71 gr

MUESTRA N° 3

.-Determinación de Masas de los Aditivos: m=ρ∗v

mBentonita=22 lb

bl∗2bl=44 mPotasa=1,5 lb

bl∗2bl=3

.-Determinación de la densidad de los Aditivos: ρ=ρAgua∗G. E ρBentonita=8,33 lpg∗2,6=21,66 ρPotasa=8,33 lpg∗1,4=11,66

.-Determinación de Volumen de los Aditivos: V=mρ

VBentonita= 44 lb

21,66 lbgal

=2,03 gal∗1BL42gal

=0,048

VPotasa= 3 lb

11,66 lbgal

=0,25gal∗1BL42gal

=0,006

Balance de Volumen:

2=V Bentonita+V Potasa+V Agua+V Barita

2=0.054+V Agua+V Barita

V Agua+V Barita=1,946

V Agua=1,946−V Barita Ecuación (1)

Balance de Masas:

ρT∗V T=ρAgua∗V Aagua+ρPotasa∗V Potasa+ ρBentonita∗V Bentonit+ ρBarita∗V Barita

12∗2=8,33∗V Agua+11,66∗0.006+21,66∗0,048+34,99∗V Barita

12∗2=8,33∗V Agua+1,11+34,99∗V Barita

8,33∗V Agua+34,99∗V Barita=22,89 Ecuación (2)

Agua + 22 lpb Bentonita + 1,5 lpb Potasa + Barita

Sustituyendo Ecuación (1) en Ecuación (2) para obtener el Volumen de Barita:

8,33∗(1,946−V Barita )+34,99∗V Barita=22,89

26,66∗V Barita=6,680

V Barita=0,251

Sustituyendo el V Barita en la Ecuacion (1) obtenemos el V Agua:

V Agua=1,946bl – 0,251bl=1,695bl

Determinacion de la Masa de Barita: m=ρ∗v

mBarita=

V Barita∗ρBarita∗42g1bl

mBarita=0,251 bl∗34,99lp g∗42g

1bl=368,86lb



=593,25 cc

mPotasa=3lb∗1 g1lb

=3gr


=44 gr

mBarita=368,86lb∗1g1lb

=386,68gr

ANÁLISIS DE RESULTADOS

PRUEBAS FISICAS 1.-Densidad del Lodo

Por Solidos

Tabla № 1.Densidad de lodo tipo Lignosulfonato.

La variaciones de las densidades en cada una de las muestras se deben a los distintos sólidos que se le agregaron a cada uno de estas y a la variación de la cantidad que se le administró a cada una. La Muestra N° 1 tiene menor densidad debido a que no se le adiciono barita, un agente densificante el cual fue el que le incrementó la densidad de la muestra N° 2 y la muestra N° 3, por otra parte la mayor cantidad de barita hace que el lodo tenga mayor densidad como en el caso de la muestra N° 3.

Por Bicarbonato

Parámetro Muestra 1 Muestra 1 con Bicarbonato

Densidad Medida (lpg) 11,6 11,5Tabla № 2. Densidad del fluido Lignosulfonato en presencia del agente contaminante

Bicarbonato.

Se observó que la densidad medida de la muestra № 1 del fluido Lignosulfonato es

un tanto mayor a la densidad de la muestra № 1 del fluido Lignosulfonato

contaminado por bicarbonato; entre estas densidades no debería existir tal

variación, ya que los contaminantes bicarbonato/carbonato no afecta ni la masa ni

el volumen en el fluido de perforación, por lo tanto tal variación se debe a una

mala aplicación en la práctica, es decir, mala toma de los valores sabiendo que cada

persona posee una apreciación diferente, se pudo haber derramado parte de los

Parámetro Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3

Densidad Medida (lpg) 8,60 10 12Densidad Calculada (lpg) 8,60 10 12

aditivos al momento de mezclar o pudo haber quedado restos de estos en los

envases en los que fueron pesados/medidos. Estos contaminantes

bicarbonato/carbonatos no afectan la densidad del fluido de perforación sino a

otras propiedades.

Por Carbonato

Parámetro Muestra 1 Muestra 1 con BicarbonatoDensidad Medida (lpg) 11,6 11,5

Tabla № 3. Densidad del fluido Lignosulfonato en presencia del agente

contaminante Carbonato.

Se observó que la densidad medida de la muestra № 1 del fluido

Lignosulfonato es mayor a la densidad de la muestra № 1 del fluido

Lignosulfonato en presencia de carbonato; entre estas densidades no debería

existir tal variación, ya que los contaminantes bicarbonato/carbonato no

afecta ni la masa ni el volumen en el fluido de perforación, por lo tanto tal

variación se debe a una mala aplicación en la práctica, es decir, mala toma de

los valores sabiendo que cada persona posee una apreciación diferente, se

pudo haber derramado parte de los aditivos al momento de mezclar o pudo

haber quedado restos de estos en los envases en los que fueron

pesados/medidos. Estos contaminantes no afectan a la densidad del fluido de

perforación sino a otras propiedades.

2.-Viscosidad Plástica


Viscocidad Plastica (cps) 3 5 5Por Sólidos

Tabla № 4.Viscosidad Plástica del lodo tipo Lignosulfonato.

Se observó una variación en las tres muestras del lodo tipo lignosulfonato, sin

embargo tanto el lignito como el lignosulfonato poseen una misma función,

en el cual la función principal del Lignosulfonato es dispersante mientras que

el lignito controlador del filtrado, por lo tanto para controlar el filtrado debe

existir un mayor número de partículas dispersas de manera ordenada tal que

impida la filtración del liquido del lodo de perforación a las formaciones

adyacentes durante el proceso de perforación. Sin embargo no debe existir

tal variación en esta propiedad si ambos cumplen una misma función, esta

variación se pudo haber dado por un mal uso del instrumento, el

viscosímetro de fan, o quizás no poseía una temperatura estable, mala

apreciación al momento de registrar la lectura, etc.

Por Bicarbonato

Parámetro Muestra 1 Muestra 2 con Bicarbonato

Viscocidad Plastica (cps) 3 6Tabla № 5.Viscosidad Plástica del fluido Lignosulfonato en presencia del agente

contaminante Bicarbonato.

Se observó una variación de viscosidades plásticas en las muestras de ambos

grupos. Se obtuvo el valor de la viscosidad plástica mayor en presencia de

bicarbonato con respecto al lodo lignosulfonato, sin embargo en presencia de estos

contaminantes como lo son en este caso Carbonato y Bicarbonato, no debió existir

tal variación en el fluido Lignosulfonato, sabiendo que se trabajo con una misma

formulación del fluido de perforación para ambos grupos y estos contaminantes

solo afectan algunas propiedades del fluido mas no la viscosidad plástica, según la

tabla titulada cambios de propiedades del lodo que indican contaminación,

aportada por el profesor. Tal variación es debido a un error de apreciación, pudo

haber quedado residuos al momento de introducir estos durante la mezcla del

lodo, o mal uso del viscosímetro de fan.

Por Carbonato

Parámetro Muestra 1 Muestra 2 con Carbonato

Viscocidad Plastica (cps) 3 5Tabla № 6. Viscosidad plástica del fluido Lignosulfonato en presencia del agente

contaminante Carbonato.

Se observó un Incremento en la viscosidad plástica de la muestra № 1 en presencia

de Carbonato con respecto a la muestra № 1.Teniendo en cuenta que no debió

existir tal variación debido a que el contaminante presente carbonato no altera

esta propiedad del lodo, según la tabla de contaminantes aportada por el profesor.

Considerando que no se registró la lectura adecuada, de acuerdo a que cada

persona posee una apreciación distinta, o puede ser que no se hallan mezclado

correctamente los aditivos al momento de la preparación del fluido Lignosulfonato,

sabiendo que este actúa como dispersante, manteniendo los sólidos en suspensión

impidiendo la atracción de los mismos.

3.-Punto Cedente

Por Sólidos


Punto Cedente (lb/100 ft2) 2 2 10Tabla № 7.Punto Cedente del lodo tipo Lignosulfonato.

En la Muestra 3 el Punto Cedente se incremento por la acción de la cantidad de Bentonita ya que esta da mayor capacidad de suspensión, evita que los solidos indeseables caigan al fondo del pozo generando ciertos problemas operacionales como la pega de tubería.

Por Bicarbonato

Tabla № 8. Punto Cedente del fluido Lignosulfonato en presencia del agente contaminante Bicarbonato.

En estos resultados se puede visualizar fácilmente que la muestra contaminada por

bicarbonato tiene un punto cedente mayor que la muestra sin contaminar, esto es

un simple indicativo que el bicarbonato realizo el papel de viscosificante,

aumentando la viscosidad del lodo y por ende hay mucha más atracción entre las

partículas en el lodo con bicarbonato, además que posee mayor cantidad de

sólidos en su composición. Un punto cedente alto nos puede indicar contaminación

del fluido, debido a que esto señala una gran cantidad de sólidos en la solución, lo

cual podría traer problemas por la dificultad de remover los mismos.

Por Carbonato

Tabla № 9. Punto Cedente del fluido Lignosulfonato en presencia del agente contaminante Carbonato.

La muestra contaminada con carbonato tiene un punto cedente mayor, esto

debido a que el carbonato al igual que el bicarbonato hace la muestra más viscosa,

y crea mayor atracción entre las partículas, pudiendo crear floculación del lodo.

Parámetro Muestra 1

Muestra 2 con Bicarbonato

Punto Cedente (lb/100 ft2) 2 9

Parámetro Muestra 1

Muestra 2 con Bicarbonato

Punto Cedente (lb/100 ft2) 2 10

4.-%Sólidos y %Líquidos

Por Solidos

Tabla № 10. %Sólidos y %Líquidos del lodo tipo Lignosulfonato.

Parámetro

Muestra 1 Muestra 2

Muestra 3

% Solidos 2 15 12% Liquidos 98 85 88

INFORME 1.

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