Universidad de oriente

Núcleo Anzoátegui

Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas

Departamento de Petróleo

Cátedra: Laboratorio de Perforación

SISTEMA LODO AGUA-BENTONITA

INFORME Nº1

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Puerto la cruz, 29 de Mayo de 2012

Contenido

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Sumario

Introducción

Fundamentos teóricos

Equipos y procedimiento experimental

Datos y resultados

Discusión de resultados

Conclusiones

Recomendaciones

Importancia del tema en la industria

Bibliografía

Apéndice 1-A

Apéndice 1-B

Apéndice 1-C

Apéndice 1-D

II

III

5

15

23

26

29

30

31

32

33

35

37

39

Sumario

A comienzos del siglo XX a nivel internacional se sabía que nuestro país

tenía grandes posibilidades de contener yacimientos de petróleo, y algunas

empresas internacionales habían adquirido concesiones para explotar asfalto (en

principio de los menes, como los que están en la zona del lago de Guanoco) y

para explotar petróleo en caso de conseguirlo, y sí se consiguió petróleo pero no

en cantidades considerables hasta 1914, cuando en el pozo “Zumaque-1”.La

perforación rotatoria es una técnica donde la mecha se hace rotar al final de un

tubo hueco de acero llamado tubería de perforación. La circulación del lodo de

perforación tiene varias funciones: remueve los pedazos de roca (ripios de

perforación), tapa cavidades en las paredes del pozo, mantiene la broca fresca, y

lo más importante, mantiene la seguridad del pozo. De allí radica la importancia de

crear un lodo que cumpla con estas condiciones.

Preparar un lodo agua bentonita con la finalidad de identificar las

propiedades reologicas del lodo; las características físicas y químicas del lodo que

se deben mantener según las exigencias operacionales para así poder cumplir con

ciertas funciones durante la perforación de un pozo las cuales dependen del tipo

de formación a perforar teniendo en cuenta el gradiente geotérmico que se

presenta en la formación para tener un mejor funcionamiento de la perforación. La

preparación de un lodo nativo (Agua- Bentonita) con un volumen de agua pero con

porcentaje de peso de Bentonita de 3,5% al cual se le determina a ciertas

propiedades como: Densidad, Viscosidad Marsh, Viscosidad Plástica, Punto

Cedente, Viscosidad Aparente y Fuerza Gel a los 10 segundos y 10 minutos con la

finalidad de identificar cual es el porcentaje en peso más óptimo que cumpla con

las funciones requeridas compradas con los demás pesos de agua bentonita

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suministrados a los demás grupos. Para la segunda parte de la practica se

necesita prepara una suspensión de Agua-Bentonita al 7,5% en peso de bentonita

para proceder a densificarlas con Barita y Carbonato de Calcio en diferentes

muestras y así estudiar las propiedades anteriormente mencionadas en la

preparación de un lodo nativo (Agua-Bentonita), analizando el % de Agua y

Sedimento y el % de Arena.

Introducción

Una mezcla de un solvente (base) con aditivos ó productos, que cumplen

funciones físico-químicas específicas, de acuerdo a las necesidades operativas de

una formación a perforar es lo que se explica cómo fluido de perforación; con el

objetivo de cualquier operación es perforar, evaluar y terminar un pozo que

producirá petróleo y/o gas en forma rentable las condiciones mas optimas.

El fluido de perforación desempeña numerosas funciones que contribuyen

al logro de una perforación en las mejores condiciones. El ingeniero de fluidos se

asegurará que las propiedades del lodo sean correctas para el ambiente de

perforación.

Existen diversos tipos de lodos en función de su composición. Por una

parte están los denominados "naturales", constituidos por agua clara (dulce o

salada) a la que se incorpora parte de la fracción limoso.-arcillosa de las

formaciones rocosas conforme se atraviesan durante la perforación. Se utilizan

especialmente en el sistema de circulación inversa (en la circulación directa se

requieren lodos de mayor densidad y viscosidad). Las propiedades reológicas más

importantes de un lodo de perforación son la viscosidad plástica, viscosidad

aparente, punto cedente y la resistencia al Gel.

El control de la reología del lodo es el aspecto más relevante cuando se

esta perforando y va a depender de la composición química que éste posea, es

decir, la concentración de aditivos químicos en el lodo de perforación.

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La base es un lodo bentonítico puro formado por una suspensión de arcilla

montmorillonítica en agua, sea adicionan ciertos productos para conseguir unas

características y propiedades del lodo que se aproximen a las consideradas

experimentalmente como más óptimas.

Se debe tener en cuenta que la presencia de muchas partículas solidas

que con la hidratación de la bentonita que es la arcilla tiende a disminuir su

eficiencia y esto no se quiere ya que resultaran problemas operacionales que es lo

que no se quiere que pasen en la perforación de un pozo.

Fundamentos teóricos

La perforación de un pozo en tierra o mar consiste en la penetración de las

diversas capas de roca hasta llegar al yacimiento. Antiguamente este proceso se

hacía mediante el golpeteo del suelo y la roca con algún material duro (barrena)

hasta desgastarlos, se retiraban los recortes de material con alguna cubeta y se

continuaba con la operación de golpeo. En 1859 se desarrollo la teoría de perforar

manteniendo la barrena todo el tiempo en contacto con la roca y no en forma

intermitente como el método anterior (por percusión) y que el corte de roca se

hiciera mediante la rotación continúa de la barrena. Actualmente para perforar un

pozo, se utiliza de manera general, un sistema rotatorio que consiste en hacer

girar una barrena conectada a una tubería para taladrar la roca. Los fragmentos

resultantes son llevados a la superficie a través del espacio anular formado por las

paredes de la formación rocosa y la tubería suspendidos en un fluido diseñado

especialmente para esta operación.

Esta operación de perforar un pozo se lleva a cabo mediante una

herramienta denominada Barrena la cual está localizada en el extremo inferior de

la sarta de perforación que se utiliza para cortar o triturar la formación penetrando

el subsuelo terrestre. La acción de corte de sus dientes, el movimiento rotatorio, la

carga ejercida por las tuberías que soporta, el flujo de fluido a alta velocidad son

los elementos que provocan cortar las diferentes capas de rocas.

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La calidad del fluido de perforación pueda ser ajustadas a las

características de las rocas que desmenuza la barrena. Originalmente, cuando se

usaba el método de perforación a percusión, la barra de perforación ahondaba el

hoyo percutiendo sobre la roca. Sin embargo, la acumulación de mucha roca

desmenuzada en el fondo del hoyo entorpecía el avance de la perforación. La

mejor manera disponible entonces para limpiar el fondo del hoyo de tanto ripio era

extraer la barra y se le echaba agua al hoyo para hacer una mezcla aguada fácil

de extraer utilizando el achicador. El achicador, de forma tubular, con una válvula

en el extremo inferior y su asa en el extremo superior, también servía de batidor y

su inserción y extracción del hoyo se hacía utilizando el cable auxiliar para achicar.

De allí, para el perforador de la época y su cuadrilla, se originó que a lo extraído

se le llamase barro, término hoy inaplicable al fluido de perforación por razones

obvias.

Funciones del fluido de perforación

Las funciones del fluido son varias y todas muy importantes. Cada una de

ellas por sí y en combinación es necesaria para lograr el avance eficiente de la

barrena y la buena condición del hoyo. Estas funciones son:

Enfriar y lubricar la barrena: acciones cuyos efectos tienden a

prolongar la durabilidad de todos los elementos de la barrena:

A medida que se profundiza el hoyo, la temperatura aumenta.

Generalmente, el gradiente de temperatura puede ser de 1 a 1,3°C por cada 55

metros de profundidad. Además, la rotación de la barrena en el fondo del hoyo

genera calor por fricción, lo que hace que la temperatura a que está expuesta sea

mayor. Por tanto, la circulación del fluido tiende a refrescarla. El fluido, debido a

sus componentes, actúa como un lubricante, lo cual ayuda a mantener la rotación

de los elementos cortantes de la barrena. Los chorros de fluido que salen a alta

velocidad por las boquillas de la barrena limpian los elementos cortantes,

asegurando así su más eficaz funcionamiento.

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Arrastrar hacia la superficie la roca desmenuzada (ripio) por la

barrena:

Para lograr que el arrastre sea eficaz y continuo, el fluido tiene que ser

bombeado a la presión y volumen adecuado, de manera que el fondo del hoyo se

mantenga limpio y la barrena avance eficazmente. La velocidad del fluido por el

espacio anular y sus características tixotrópicas son muy importantes para lograr

la limpieza del hoyo.

Al cesar la circulación del fluido, el ripio no debe irse al fondo del hoyo, ya

que tal situación presenta el riesgo de que la barrena, los lastra barrena o la

tubería de perforación sean aprisionados y con tan mala suerte de no poder

rescatar las piezas y perder buena parte del hoyo. De allí la importancia de las

buenas cualidades tixotrópicas del fluido, gelatinización inicial y final de 10 minutos

por las cuales se aprecia su fluidez y espesura en reposo, que le imparte la

propiedad de mantener el ripido en suspensión.

Depositar sobre la pared del hoyo un revoque delgado y flexible y lo

más impermeable posible que impida la filtración excesiva de la parte

líquida del fluido hacia las formaciones:

El espesor del revoque, expresado en milímetros, está en función de los

constituyentes y otras cualidades del fluido. Por ejemplo, la cantidad de sólidos en

el fluido afecta la calidad del revoque, ya que lo hace menos impermeable. De

igual manera, la excesiva filtración hacia la formación en el caso de una lutita muy

bentonítica ehidrofílica causa que la formación se hinche y, por ende, se reduzca

el diámetro del hoyo. Tal reducción puede ocasionar contratiempos a la sarta de

perforación. En casos extremos, la hinchazón puede degenerar en la inestabilidad

de la pared del hoyo y hasta desprendimientos.

Controlar por medio del peso del fluido la presión de las formaciones

que corta la barrena:

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Generalmente la presencia de gas, petróleo y/o agua en una formación

significa que pueden estar a baja, mediana, alta o muy alta presión. A medida que

el hoyo se profundiza se espera mayor presión. Sin embargo, la experiencia y las

correlaciones regionales depresiones sirven para dilucidar las posibles situaciones

que puedan presentarse. La presión que puede ejercer una columna de fluido de

perforación, en el caso de que fuese agua fresca, es de 0,1 kg/cm 2/metro de

altura o de profundidad. Pero como generalmente el gradiente de presión

(kg/cm2 /metro de profundidad) que se da en las formaciones es mayor que el

gradiente normal de presión de agua, entonces el fluido debe tener más peso que

el agua, o sea mayor gravedad específica, de acuerdo con la presión que en favor

de la columna se desee para tener la presión de la formación siempre bajo control

durante la perforación o cuando la sarta esté fuera del hoyo.

Control del fluido de perforación 

La importancia del buen mantenimiento y funcionamiento del fluido

depende del control diario de sus características. El personal en el taladro de

perforación hace visitas rutinarias al taladro y realiza análisis de las propiedades

del fluido y por escrito deja instrucciones sobre dosis de aditivos que debe a

añadirse para mantenimiento y control físico y químico del fluido. El sistema de

circulación en sí cuenta además con equipo auxiliar y complementario

representado por tanques o fosas para guardar fluido de reserva; tolvas y tanques

para mezclar volúmenes adicionales; agitado-res fijos mecánicos o eléctricos de

baja y/o alta velocidad; agitadores giratorios tipo de chorro (pistola);

desgasificadores; desarenadores; se-paradores de cieno; sitio para

almacenamiento de materiales básicos y aditivos, etc. El fluido de perforación

representa, aproximadamente, entre 6 y 10 % del costo total de perforación y a

medida que aumentan la profundidad, los costos de equipos y materiales y la

inflación, el costo del fluido tiende a incrementarse.

Reología de los fluidos de perforación

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Relación entre esfuerzo y deformación en un sólido. Para unas

condiciones dadas de presión y temperatura, el material responde a la aplicación

de un esfuerzo primero con una deformación elástica (reversible, cuyo trabajo se

acumula en forma de energía potencial) que es directamente proporcional al

esfuerzo; luego con una deformación plástica (irreversible, que se disipa en forma

de calor), que crece más deprisa que el esfuerzo; y por último, con una

deformación rígida (rotura), que a diferencia de las anteriores, rompe la

continuidad original del material.

Principales propiedades reológicas y parámetros que

definen y deben controlarse en los lodos de perforación

Densidad

Define la capacidad del lodo de ejercer una contrapresión en las paredes

de la perforación, controlando de este modo las presiones litostática e hidrostática

existentes en las formaciones perforadas.

Se determina pesando en una balanza un volumen conocido de lodo. La

escala de la balanza (Baroid) da directamente el valor de la densidad del lodo. La

densidad de los lodos bentoníticos puede variar desde poco más de la unidad

hasta 1,2 aproximadamente. Para conseguir densidades mayores y que el lodo

siga siendo bombeable, es preciso añadir aditivos como el sulfato bárico (baritina)

que tiene una densidad comprendida entre 4,20 y 4,35, lográndose lodos con

densidades de hasta 2,4. Otros aditivos para aumentar la densidad, aunque

menos usados, son la galena (7,5), con cuya adición se pueden alcanzar

densidades análogas a la de la baritina, el carbonato cálcico (2,7) o la pirita (5).

Para rebajar la densidad será preciso diluir el lodo mediante la adición de agua.

En los lodos preparados para perforar pozos para agua, las densidades

oscilan entre 1,04 y 1,14 sin que sean más eficaces cuando se sobrepasa esta

cifra e incluso pueden aparecer problemas de bombeo y peligro de tapar con ellos

horizontes acuíferos. Además, el aumento de la densidad del lodo no tiene un

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efecto grande en el mantenimiento de las paredes del pozo, más bien, es mayor la

influencia de sus propiedades tixotrópicas y la adecuación de los restantes

parámetros a la litología y calidad de las aguas encontradas. Si hubiera que

controlar, por ejemplo surgencias, la densidad puede incrementarse mediante

adición de aditivos pesados.

Durante la perforación se pueden producir de forma natural variaciones en

la densidad del lodo que deben controlarse y corregirse adecuadamente. Así, por

ejemplo, un aporte de agua clara debido a la perforación de un nivel acuífero

productivo (con una presión hidrostática superior al peso de la columna de lodo), o

simplemente a una infiltración puntual debida a precipitaciones intensas, puede

diluir el lodo disminuyendo la densidad. Por contra, la densidad puede

incrementarse por la incorporación de fracciones finas procedentes de la propia

formación geológica que se esté perforando.

Viscosidad

Es la resistencia interna de un fluido a circular. Define la capacidad del

lodo de lograr una buena limpieza del útil de perforación, de mantener en

suspensión y desalojar los detritus y de facilitar su decantación en las balsas o

tamices vibrantes.

En los bombeos, a doble viscosidad será necesaria una doble potencia.

Según la fórmula de Stokes, la velocidad de caída del detritus en el fluido es

inversamente proporcional a su viscosidad, y por tanto, la capacidad de arrastre lo

es directamente.

Es preciso adoptar, por tanto, una solución de compromiso viscosidad no

muy grande para que el lodo sea fácilmente bombeable, pero no tan pequeña que

impida al lodo extraer el detritus producido.

La viscosidad del lodo se determina a pie de sondeo mediante el

denominado "embudo Marsh", y según normas API, expresándose por el tiempo

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(en segundos) que tarda en salir por un orificio calibrado un determinado volumen

de lodo.

Para la perforación de pozos, la viscosidad óptima suele oscilar entre 40 y

45 segundos, preferentemente alrededor de 38 (la viscosidad Marsh es

aproximadamente de 26 s). La medida de la viscosidad debe realizarse con lodo

recién agitado.

Para cálculos más precisos se determina la viscosidad en laboratorio

utilizando el "viscosímetro Stomer" y expresando los datos en centipoises. Las

medidas tienen que estar referenciadas con respecto a la temperatura del lodo (el

agua a 29ºC tiene una viscosidad de 1 centipoise).

Tixotripa

Es la propiedad que tienen las suspensiones bentoníticas de pasar de gel

a sol mediante agitación. Ciertos geles pueden licuarse cuando se agitan vibran y

solidificar de nuevo cuando cesa la agitación o la vibración. Las agitaciones o

vibraciones, o incluso menores perturbaciones mecánicas hacen que una

sustancia tixotrópica se vuelva más fluida, hasta el extremo de cambiar de estado,

de sólida a líquida pudiendo recuperarse y solidificar de nuevo cuando cesa la

agitación o vibración.

Ciertas arcillas presentan propiedades tixotrópicas (por ejemplo las

suspensiones bentoníticas). Cuando las arcillas tixotrópicas se agitan, se convierte

en un verdadero líquido, es decir, pasan de "gel" a "sol". Si a continuación se las

deja en reposo, recuperan la cohesión y el comportamiento sólido. Para que una

arcilla tixotrópica muestre este comportamiento deberá poseer un contenido en

agua próximo a su límite líquido. En cambio, en torno a su límite plástico, no existe

posibilidad de comportamiento tixotrópico.

Gracias a esta propiedad, independiente de la densidad, los lodos

colaboran en el mantenimiento de las paredes de la perforación, incluso en

formaciones de baja cohesión, al tiempo que ayudan a mantener el detritus en

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suspensión al interrumpirse la circulación de los mismos (extracción del varillaje,

averías de la bomba o del circuito, etc.) evitando en buena parte que se depositen

sobre el útil de perforación y lo bloqueen.

Para que un lodo bentonítico pase de sol a gel inmediatamente después

de dejarlo de agitar, se requieren concentraciones del orden del 20% en peso.

Hasta concentraciones del 3%, prácticamente no gelifica, haciéndolo algún tiempo

después de haberse detenido la agitación para concentraciones comprendidas

entre el 5-10%. Estas últimas son las que normalmente se utilizan para lodos de

perforación.

La medida de la tixotropía puede hacerse valiéndose de un viscosímetro

rotativo, generalmente de "tipo Stormer". Mediante este instrumento se determina

el peso necesario, en gramos, para que comiencen a girar las aspas, para un gel

recién agitado (gel 0), y el peso necesario para que ocurra lo mismo con un lodo,

10 minutos después de haber terminado su agitación (gel 10). La diferencia en

peso (expresada en gramos) entre el gel 0 y el gel 10, indica, a "grosso modo", el

grado de tixotropía del lodo.

Costra y agua de filtrado (cake)

Parte del lodo, que impulsado por la bomba circula por el espacio anular

comprendido entre la pared del varillaje y la de la perforación, se filtra a través de

ésta, depositando en la misma partículas coloidales que forman una costra (cake).

Esta costra proporciona una cierta cohesión a las formaciones en contacto con la

perforación ayudando a sostener sus paredes al mismo tiempo que las

impermeabiliza, dificultando el paso del lodo hacia los acuíferos. Es por ello que

un buen lodo debe permitir la formación de esta costra.

Por tanto, la costra debe ser resistente e impermeable. Resistente para

que no sea fácilmente erosionable por el roce de la sarta o columna de

perforación, e impermeable para que su espesor se mantenga dentro de estrechos

límites, compatibles con el mantenimiento del diámetro de la perforación. Esto no

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ocurriría si el agua libre del lodo se filtrase continuamente a través de la costra,

aumentando el espesor de ésta con el depósito continuo de partículas coloidales.

La capacidad de construir el "cake" de un lodo depende del agua libre de

éste, así como de la permeabilidad de las paredes del sondeo. Para estimar estas

capacidades se utiliza un filtro-prensa normalizado, haciéndose pasar el lodo

durante 30 minutos, con la prensa tarada a una presión máxima de 7 kg/cm2. Un

lodo de perforación de buenas características, no debe dejar pasar más de 20 cm3

de filtrado, formando un cake de espesor comprendido entre 5 y 8 mm.

pH

Las condiciones de equilibrio químico de un lodo marcan la estabilidad de

sus características. Una variación sustancial del pH debida por ejemplo a la

perforación de formaciones evaporíticas, salinas, calcáreas u horizontes acuíferos

cargados de sales, puede provocar la floculación del lodo, produciéndose

posteriormente la sedimentación de las partículas unidas.

La estabilidad de la suspensión de bentonita en un lodo de perforación es

esencial para que cumpla su función como tal, por lo que será necesario realizar

un continuo control del pH. Esto se puede llevar a cabo mediante la utilización de

papeles indicadores (sensibilidad alrededor de 0,5 unidades) sin necesidad de

recurrir a ph-metros, ya que son delicados para usarlos de forma habitual en el

campo.

En general, un lodo bentonítico es estable cuando su pH está

comprendido entre 7 y 9,5, aproximadamente, precipitando fuera de este intervalo.

Para corregir y mantener el pH dentro de los límites adecuados se pueden utilizar

diferentes productos.

Contenido de arena

Un lodo de perforación en buenas condiciones debe presentar un

contenido en fracciones arenosas prácticamente nulo (inferior al 2-3%). Si para su

fabricación se usan productos de calidad, debe estar exento de arena. Sin

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embargo, a lo largo de la perforación y especialmente en acuíferos detríticos, es

inevitable que a medida que avance la perforación, el lodo se va a ir cargando en

arena, empeorando sus condiciones. Se ha comprobado que con contenidos de

arena superiores al 15%, los lodos sufren un incremento "ficticio" de la densidad,

repercutiendo en la viscosidad y la tixotropía. Además, el contenido en arena

resulta especialmente nocivo para las bombas de inyección al desgastarlas

prematuramente.

Para combatir estos efectos se disponen desarenadores. La forma más

elemental consiste en dejar decantar en una balsa el lodo que retorna a la

perforación, aspirándolo nuevamente en otra a la que ha llegado de la anterior por

un rebosadero de superficie. Procedimientos más rápidos y eficaces, y a la larga

menos costos, son las cribas vibratorias y los desarenadores centrífugos

(ciclones).

El control del contenido en arena se realiza mediante tamices

normalizados, más concretamente, el tamiz 200 (200 hilos por pulgada,

equivalente a 0,074 mm, 74 micras), expresándose en porcentajes. En un lodo se

considera arena a la fracción fina que pasa por este tamiz.

Para determinar la cantidad de arena que contiene, se toma una muestra

de lodo de 100 cm3, pasándola por la malla del tamiz 200. El residuo retenido

sobre el tamiz después del lavado con agua, se vierte en un tubo de cristal

graduado en %, de 100 cm3 de volumen, expresándose el contenido de arena por

la lectura correspondiente.

Existe un dispositivo específico denominado "tamiz Baroid o elutriómetro",

en el que el tamiz va intercalado entre un recipiente de volumen determinado y

una probeta transparente graduada en porcentajes.

Factores que afectan la reologia.

Temperatura

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La reología de un lodo depende de la temperatura. Si un lodo se ensaya

en un viscosímetro a 70 ºF, luego se calienta y se vuelve a ensayar a 140 ºF, se

obtendrán resultados muy diferentes. En el ejemplo anterior la viscosidad

disminuiría con el incremento de la temperatura.

Presión

La presión ejerce poco efecto sobre la reología de los lodos de base agua,

pero puede afectar significativamente la de los lodos base petróleo.

Tiempo

La reología de un lodo depende del tiempo, ya que el lodo contiene una

serie de sólidos en suspensión es necesario realizar los ensayos reológicos lo más

pronto posible después de que se le haya retirado del agitador a fin de evitar que

dicho sólidos se decanten.

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Equipos y procedimiento experimental

Equipos

Balanza de lodos:

La balanza para lodos está diseñada de tal forma que la copa de lodo del

brazo graduado esta balanceado por un contrapeso fijo al otro extremo del brazo,

con una escala lectora de peso deslizable, que se mueve a lo largo del brazo gra-

duado. Para asegurar un preciso balance, se ha montado un nivel de burbuja so-

bre el brazo le lectura. Las balanzas de plastico y metalicas son instrumentos ro-

bustos, construidos para soportar las condiciones extremas del trabajo de campo,

y se han diseñado para reducir la necesidad de recalibraciones.

Balanza analítica:

Se conoce como balanza analítica a un tipo de balanza que se caracteriza

por dar datos exactos y muy específicos respecto del peso de un objeto o elemen-

to particular. La balanza analítica es mucho más exacta que otras balanzas que

funcionan a partir de una rueda de peso y que dan un peso estimado para el ele-

mento que está siendo pesado (estas últimas son las típicas balanzas que solían

encontrarse en farmacias o en almacenes y que contaban con una aguja que gira-

ba alrededor de un círculo para indicar un peso aproximado).

Embudo de Marsh:

Sirve para comparar la fluidez de un líquido con la del agua. A la viscosi-

dad embudo se le concede cierta importancia práctica aunque carece de base

científica, y el único beneficio que aparentemente tiene, es el de suspender el ripio

de formación en el espacio anular, cuando el flujo es laminar. Por esta razón, ge-

neralmente no se toma en consideración para el análisis riguroso de la tixotropía

del fluido. Es recomendable evitar las altas viscosidades y perforar con la viscosi-

dad embudo más baja posible, siempre y cuando, se tengan valores aceptables de

fuerzas de gelatinización y un control sobre el filtrado. Un fluido contaminado exhi-

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be alta viscosidad embudo. El embudo se utiliza para determinar la viscosidad del

fluido en segundos por cuarto de galón.

Agitador eléctrico:

Es un aparato que consta de un motor eléctrico que hace girar a un eje

alargado que posee unas pequeñas aspas que le dan un movimiento circular al

fluido en forma de remolino. El equipo consta de un potenciómetro con el cual po-

demos cambiar a la velocidad con la cual se desee mezclar el lodo y así mante-

nerlo en constante movimiento.

viscosímetro rotacional:

Es un cilindro giratorio, cilindro estacionario (bob), resorte de restitución,

dial de lectura directa, un sistema de engranaje y perillas para el cambio de veloci-

dades y un vaso contenedor de muestra de fluido. El viscosímetro rotacional más

común es el de “Fann”. Este viscosímetro se utiliza, tomando una prueba del lodo

en el vaso contenedor y en él se introduce el cilindro giratorio que hace contacto

directo con el lodo. La lectura de los datos se debe tomar de forma inmediata,

pues a medida que se mantiene el cilindro girando, las propiedades del lodo se

pueden ver alteradas. 

En el viscosímetro rotacional el lodo es sometido a corte a una velocidad

constante entre un flotante (bob) y una camisa externa que rota. Se puede pensar

que el cuerpo de fluido en ese espacio anular está formado por capas concéntri-

cas cilíndricas. Sin embargo, el flujo del fluido es rotacional, en vez de longitudinal.

La capa más externa del fluido se mueve con la velocidad de la camisa. A una ve-

locidad constante de torsión, la cantidad de torsión impartida al flotante (bob) está

determinada por la resistencia que cada capa de fluido ofrece al deslizamiento de

las capas vecinas, es decir, por el esfuerzo de corte.

Kit de arena:

Una de las funciones primarias de un fluido de perforacion es transportar

los solidos perforados desde el hueco perforado. Estos solidos son un contami-

nante y, si se dejan en el sistema, pueden producir numerosos problemas. El Kit

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de arena se utiliza para contenido de arenas determina el porcentaje volumetrico

de particulas de tamaño de arena en el fluido de perforacion. API define como par-

ticulas del tamaño de arena a cualquier material con un tamaño de particula mayor

a 74 micrones (200 mesh). El ensayo puede realizarse sobre fluidos de bajos soli-

dos, como asi tambien sobre fluidos densificados. El Kit consiste de un tubo de vi-

drio graduado, para leer el porcentaje (%) en volumen, un embudo, y un tamiz de

200 mesh contenido en un portatamiz de forma cilindrica.

Retorta:

Determinar el porcentaje en volumen de los sólidos de alta y baja gravedad

especifica. Calcular en los fluidos base agua, el porcentaje de sólidos no reactivos

de formación, tomando como referencia el porcentaje total de sólidos obtenido en

la retorta cuantificar la eficiencia de los equipos de control de sólidos, en base a

los resultados del análisis de sólidos.

Procedimiento experimental

Practica 1-A

Preparar suspensiones de agua bentonita de seis (6) barriles en los porcen-

tajes de 3.5, 6.5, 7 y 9.5 en peso de bentonita.

Determinar para cada uno de los porcentajes las siguientes propiedades:

a) Densidad (lbs / gal).

b) Viscosidad Marsh (seg. Marsh/32 onzas).

c) Viscosidad aparente (cps)

d) Punto cedente (lbs / 100 pie²).

e) Viscosidad plástica (cps).

f) Fuerza de Gel – 10’ 10’’ (lbs/100pie2)

g) Rendimiento de Arcilla (bls / ton). Alcalinizar con 0.02 lbs/bbl de NaOH.

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NOTA: Cada equipo analizara una suspensión al finalizar la práctica se in-

tercambiaran los resultados.

Calculo de densidad a través de la Balanza de lodo

1. Llenar la copa con el lodo que se va a analizar.

2. Colocar la tapa sobre la copa y asentarla firmemente, pero en forma lenta

con un movimiento giratorio. Asegurarse que sale un poco de lodo por el

orificio de la tapa.

3. Lavar o escurrir los restos de lodo que se encuentren en el exterior de la

copa o el brazo.

4. Colocar el espigón sobre el soporte y mover el cursor a lo largo del brazo

graduado hasta que la burbuja del nivel indique la nivelación correcta.

5. Leer la densidad del lodo en el lado izquierdo del cursor en su unidad

correspondiente

Viscosidad marsh. Usando el embudo marsh.

1. Tapar el extremo del embudo con un dedo y verter lodo a través del tamiz

hasta que el nivel coincida con la base del tamiz. Sostener firmemente el

embudo sobre una jarra graduada con indicación de 946 cc (1/4 de galón).

2. Retirar el dedo del extremo y medir con un cronómetro el tiempo que toma

en escurrir 946 cm³ de lodo a través del embudo. El número de segundos

registrados es la viscosidad Marshs

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SUSPENSIÓN

3.5% y 6.5%

7% y 9.5%

EQUIPO

1 – 3

4 – `5

Viscosidad plástica, viscosidad aparente, punto cedente y

resistencia al gel con la utilización del viscosímetro de fann.

1. Colocar la muestra recientemente agitada en el recipiente y sumergir

el cilindro del rotor hasta la marca que se encuentra grabada en el exterior

del rotor.

2. Se pone en marcha el motor y se pone en su posición más baja el botón

que acciona la caja de velocidades para obtener la más alta velocidad de

600 rpm y coloca el switch en posición HIGH. Se mantiene la agitación

durante 10 a 15 segundos hasta obtener una lectura constante en el dial,

anotar el valor.

3. Se coloca el switch en posición LOW para obtener baja velocidad. El valor

constante del dial a baja velocidad es la lectura a 600 rpm.

4. El valor resultante de la resta de las lecturas a 600 y 3000 rpm se expresa

como viscosidad plástica (Vp). Y como punto cedente en libras /100pie 2el

valor obtenido de la resta de la lectura de 300 rpm y la viscosidad plástica.

NOTA: el cambio de una velocidad a otra se hace por medio de un

engranaje (perilla o botón rojo). Para evitar daños en el aparto el cambio se debe

efectuar con el motor en funcionamiento.

5. Agitar la muestra de lodo por 10 segundos a una alta

velocidad y permitir que permanezca sin perturbar por 10

segundos. Colocar la velocidad en 3 rpm. y hacer girar el rotor

lentamente en dirección opuesta a las manecillas de un reloj para producir

una lectura del dial positiva. La lectura máxima es la resistencia de gel de

10 segundos en lb / 100 pies2. La temperatura de las muestras debe

registrarse en el informe en grados Fahrenheit.

6. Agitar la muestra nuevamente por 10 segundos a una alta velocidad y

permitir que permanezca quieta por 10 minutos. La medición se hace

20

exactamente como la de 10 segundos y es registrada como la resistencia

de gel de 10 minutos en lb / 100 pies2.

Procedimiento experimental

Practica 1-b

1. Preparar la suspensión óptima (lodo base), de acuerdo al análisis del

rendimiento de arcilla realizada en la practica 1-A en un volumen de 3

barriles, con densidades que sean capases de controlara las presiones de

formación con su respectivo sobre balance, mostrada en la tabla anexa y

con el densificante que le corresponda a cada grupo

Grupo Presión de

formación

Profundidad Sobre

Balance

Densificante

a usar

I 800 lpc 1748 pies 0.6 lpg Barita

II 464,280 lpc 1359 pies 200 lpc Carbonato de

calcio

III 1099,58 lpc 2761pies 250 lpc Carbonato de

calcio

IV 1280 lpc 1280 pies 0,4 lpg Barita

2. Separar un barril de lodo base y densificarlo de acuerdo a la tabla anterior

3. Determinar para cada lodo densificado

a) Densidad (lbs / gal).

b) Viscosidad Marsh (seg. Marsh/32 onzas).

c) Viscosidad aparente (cps)

d) Punto cedente (lbs / 100 pie²).

e) Viscosidad plástica (cps).

f) Fuerza de Gel – 10’ 10’’ (lbs/100pie2)

21

g) % De Agua y Sedimento

h) % De Arena

Alcalinizar con 0.02 lbs/bbl de NaOH.

En la primera parte se describió como se efectuó las mediciones de:

densidad, viscosidad (marsh, aparente y plástica), punto cedente y fuerza gel; y a

continuación describiremos los aparatos para calcular ambos porcentajes (%).

Porcentaje de líquidos y sólidos (retorta kit)

Para determinar la cantidad de líquidos y sólidos de un fluido de

perforación se requiere el uso de la retorta. El procedimiento es el siguiente:

1. Desenroscar la cámara inferior con la ayuda de la espátula

2. Sacar y reemplazar la lanilla de acero de la cámara superior.

3. Limpiar y llenar con lodo la cámara inferior (10 cc). Asegurarse que no haya

aire en la misma. Esta es una fuente muy común de error.

4. Limpiar el exceso de lodo y enroscar la cámara inferior en la superior. Usar

lubricante en la rosca.

5. Colocar la retorta en la caja aislante. Bajar la tapa.

6. Colocar debajo de la descarga del condensador un cilindro graduado

porcentualmente y totalmente limpia.

7. Calentar la retorta (30 minutos) y continuar el calentamiento durante 10

minutos, después que no se haya recogido más condensado en el cilindro.

Todos los sólidos suspendidos y disueltos serán retenidos en la retorta.

8. Leer el porcentaje de agua. El porcentaje de sólidos es igual la diferencia

entre 100 % y el porcentaje de agua.

Contenido de arena:

22

Para determinar el contenido de arena en un lodo de perforación se utiliza

un equipo especial que indica en forma directa el porcentaje por volumen de

arena. El procedimiento es el siguiente:

1. Llenar el recipiente de vidrio con lodo hasta la marca de 50 cc. Luego

agregar agua hasta la marca de 100 cc. Tapar la boca del tubo con el

pulgar y agitar vigorosamente.

2. Verter la mezcla sobre el tamiz limpio y previamente mojado. Añadir más

agua al recipiente, sacudir y nuevamente verter mezcla sobre la malla.

Repetir este proceso hasta tanto el agua esté clara.

3. Fijar el embudo en la parte superior del tamiz, invertirlo lentamente,

colocando el pico del embudo en la boca del tubo y lavar la arena rociando

agua sobre la malla.

4. Esperar que la arena se precipite y registrar el porcentaje de arena por

volumen, tomando la lectura directamente del recipiente graduado. Indicar

de donde se tomó la muestra de lodo.

23

Datos y Resultados

Practica 1-A Estudio de un lodo nativo

Tabla 1. Prepara una suspensión de agua bentonita en un volumen de 6

barriles en un porcentale de 3.5% en pesos de bentonita.

Porcentaje en

Peso (%)

Densidad del

lodo (lbs/gal)

Volumen de

Agua (cc)

Peso Bentonita

(lbs)

3.5% 8.4663 2067.3361 75.1015

Tabla 2. Valores obtenidos de las propiedades del Lodo Agua-bentonita a

diferentes concentraciones.

Propiedades Grupo I Grupo II Grupo III Grupo IV

Porcentaje

en Peso (%)

3.5 6.5 7 9.5

24

Densidad

(lpg)

8.50 8.67 8.70 8.8

L 600 6 16 23 56

L 300 4 10 15 40

Gel 10''

(lb/100ft2)

2 6 7 41

Gel 10'

(lb/100ft2)

4 8 16 64

Visc.

Plástica

(cps)

2 6 8 16

Visc.

Aparente

(cps)

3 8 11,5 28

Punto

cedente

(#/100 ft2 )

2 4 7 24

Tabla 3. Datos usados para realizar las graficas.

Grupo I II III IV

Porcentaje en Peso

(%)

3.5 6.5 7 9.5

Visc. Aparente 3 8 11.5 28

Practica 1-B Densificación de un lodo nativo.

25

Tabla 4. Valores necesarios para preparar 3 Barriles de una suspensión

agua bentonita al 7 % en peso de arcilla.

Porcentaje en

Peso (%)

Densidad del

lodo (lbs/gal)

Volumen de

Agua (cc)

Peso Bentonita

(lbs)

7%

Tabla 5. Registro de la densidad y peso especifico de la arcilla y agentes

densificantes.

Densificante Gravedad Específica Densidad

(lpg)

Grupo a utilizar

Barita (BaSO4) 4.25 35.4025 1 y 4

Calcita

(CaCO3)

2.7 22.490 2 y 3

Tabla 6. Valores obtenidos de las propiedades de perforación con aditivos

densificantes.

Propiedades Lodo

base

Grupo I Grupo II Grupo III Grupo IV

Ph 7.25 7.31 7.16 7.39

Densidad

(lpg)

8.697 9.41 9.41 9.45 9.41

L 600 23 42 35 39 39

L 300 15 29 24 28 28

Gel 10'' 7 20 15 19 20

26

(lb/100ft2)

Gel 10'

(lb/100ft2)

16 31 26 30 32

Visc.

Plástica

(cps)

8 13 11 11 11

Visc.

Aparente

(cps)

11.5 21 17.5 19.5 19.5

Punto

cedente

(#/100 ft2 )

7 16 13 17 17

Discusión de resultados

Esta primera práctica que lleva por nombre lodo nativo se divide en dos

partes la parte “1-A” la cual es el lodo base agua-bentonita y la parte “1-B” lodo

base agua-bentonita densificado.

En la práctica 1-A se hizo la elaboración de un lodo agua bentonita al cual

se le realizaron el análisis a las siguientes propiedades:

Densidad: Al realizar el lodo en el laboratorio y el análisis de la densidad

se pudo observar que los resultados obtenidos en las muestras de lodo fueron las

27

esperadas que se habían realizado por medio de cálculos previos, lo que

demuestra que tanto la preparación del lodo y los cálculos fueron realizados bien,

y se puede entender que al agregar mayor cantidad de masa de viscosificante el

lodo aumenta su densidad.

Resistencia gel: al prepara el lodo de perforación se quiere que posea

geles q al detener la bomba al momento de perforar tenga la capacidad de

suspender los solidos y el material densificante al hacerle el análisis de los geles a

los diez (10) segundos y a los diez (10) minutos indican que a menor tiempo la

resistencia es menor y también contribuye la menor cantidad de aditivo, es menor

debido a que dura poco tiempo sin agitarse.

Viscosidad plástica: Viscosidad plástica: A medida que aumenta el % de

arcilla, aumenta la viscosidad plástica debido al incremento de solidó, pero los

valores que entran en el rango teórico de la viscosidad plástica es el grupo

número 3, ya que su viscosidad fue de 8 cps, lo que proporciona una mejor

perforación al usar este valor.

Viscosidad aparente: Al igual que la viscosidad plástica él % de arcilla

incrementa la viscosidad aparente, a medida que este aumente, y el valor que es

más recomendable usar para perforar y tener un mejor acarreo de ripios es el del

grupo 4, con un valor de Va= 16cps lo que entra en el rango teórico que es 15 cps.

Punto cedente: el rango en que se debe encontrar es entre 7 y 12lb/100ft²,

lo que demuestra que en la práctica, el lodo que se acerco mas a este valor fue el

de 7% con un valor de 7, lo que se puede decir que es el que se puede usar, ya

que los otros no entran en el rango y no pueden usarse porque pueden causar

daño.

Viscosidad de embudo: El rango establecido por API es de (35 a 45

seg/32oz) lo que demuestra que el valor más recomendado es el del grupo 3 con

un % de arcilla de 7% que es 36,23, en esta viscosidad al igual que las otras

aumenta a medida que incrementa el % de arcilla.

28

En la práctica 1-b se hizo la elaboración de un lodo agua bentonita que

resulto ser el lodo base y luego se densifico con barita al cual se le realizaron el

análisis a las siguientes propiedades como en la práctica 1-A:

Densidad: Al realizar el lodo en el laboratorio y el análisis de la densidad

se pudo observar que los resultados obtenidos en las muestras de lodo fueron las

esperadas que se habían realizado por medio de cálculos previos, lo que

demuestra que tanto la preparación del lodo y los cálculos fueron realizados bien,

y se puede entender que al agregar mayor cantidad de masa de viscosificante el

lodo aumenta su densidad.

Ph: Los valores arrojados por el pHmetro fueron analisados y concuerdan

con lo que se esperaba ya que se estimaba tener un pH mayor a siete (7) para

que fuera un lodo base y no dañe la tubería al momento de realizar la perforación.

Resistencia gel: Los valores obtenidos se observa que el lodo densificado

con barita obtuvo mayor valor que el densificado con carbonato de calcio y esto

debido a la cantidad de solidos presente en el lodo ya que se recomeinda

densificar con barita ya que posee menos cantidades de solidos presente en el

lodo.

Porcentaje de arena: El porcentaje de arena presente en el lodo de

perforación no debe exeder del 3% por eso los lodos elaborados con barita que

aportan menor cantidad de solidos al sistema arrojo como porcentaje dos coma

cinco por ciento (2,5%) lo cual fue aceptable.

Viscosidad plástica: el análisis echo a los lodos densificados en

comparación con el lodo base presentan mayor viscosidad plástica y esto es

debido a que existe mayor atracción mecánica entre las partículas.

Viscosidad aparente: Como la viscosidad aparente tiene las mismas

propiedades que la viscosidad plástica la presencia de más partículas solidad en

el lodo densificado que en el lodo base tiende a aumentar los valores de la

viscosidad aparente en el lodo densificado que en el lodo base es decir son

mayores.

29

Conclusiones

Practica 1-A

1. El lodo nativo por ser un lodo base agua se puede usar en formaciones

someras solo hasta quinientos pies (500 pies).

30

2. lodo agua bentonita debido a sus beneficios como lo son la buena

capacidad de acarreo, viscosidad controlada, control de filtrado, buena

limpieza del hoyo, bastante económico, permite mantener un buen revoque

protector sobre las formaciones, no es contaminante, son de fácil y rápida

preparación.

3. El lodo debe poseer un pH superior a 7 es decir que sea básico y de allí su

importancia para evitar la corrosión de la sarta de perforación a la hora de

perforar.

4. El lodo de perforación debe tener la menor cantidad de lo mínimo posible

de arena para evitar daños a los equipos de perforación. La arena es

completamente abrasiva y causa daño considerable a las camisas de las

bombas de lodo.

5. la concentración de arcilla es alta provocara un aumento incontrolado en las

propiedades reologicas como lo son viscosidad, densidad, punto cedente,

fuerza gel entre otros; pero si la concentración de arcilla es baja también

bajaran las propiedades reologicas.

Practica 1-B

1. El control de la densidad juega un papel importante en el proceso de

perforación de un pozo. La densidad de un lodo debe ser suficiente para

contener los fluidos que originalmente tienen las formaciones.

2. La hematita es un densificante fácil de adquirir por su bajo costo en

comparación a la bentonita y este es un buen veneficio.

3. La arena contribuye al desgaste de las tuberías y del equipo, causa daño en

las formaciones productivas y tiene mucha influencia en el costo general del

pozo.

Recomendaciones

31

La densidad de un lodo no debe ser demasiada alta porque tiende a

fracturar las paredes de la formación ocasionando pega de tuberías,

atascamiento de la mecha de perforación hasta se puede reperforar.

Trabajar sin sobre balance puede afectar el proceso de perforación, debido

a que los fluidos de formación están sometidos a presiones muy altas y si

no es controlada la presión esto puede ocasionar una arremetida que si no

es controlada a tiempo puede volverse en reventón.

Si se llegara a utilizar la bentonita como densificante se debe tener el claro

que es un viscosificante y su característica principal es darle viscosidad al

lodo, si se llega a utilizar como densificante al poseer partículas sólidas,

habría que añadirle mucho para llegar a la densidad deseada, y esto

ocasionara viscosidades muy altas.

se aumenta la densidad del fluido de perforación para equilibrar las

presiones y mantener la estabilidad de las presiones cuando se está en

formaciones más profundas.

32

APÉNDICE – A

a) Graficas

3 4 5 6 7 8 9 100

5

10

15

20

25

30

& peso de bentonita

Visc

osid

ad a

pare

nte

Grafica Nº 1. Viscosidad Aparente vs % en peso de Bentonita.

El Valor obtenido a una viscosidad aparente de 15 cps, arroja un valor de % en

peso de arcilla de 7,7%.

8.45 8.5 8.55 8.6 8.65 8.7 8.75 8.8 8.850

5

10

15

20

25

30

Densidad del lodo

Visc

osid

ad A

pare

nte

Gráfica Nº 2. Viscosidad Plástica vs. % Densida

33

9.4 9.41 9.42 9.43 9.44 9.45 9.4615

16

17

18

19

20

21

22

Viscosidad Aparente vs. Densidad los densificante

Gráfica Nº 3. Viscosidad Aparente vs. Densidad los densificante

0 2 4 6 8 10 12 1410

10.5

11

11.5

12

12.5

13

13.5

Visc. Plastica Vs % Densif-icante

Gráfica Nº 4. Viscosidad Plástica vs. % Densificante

34

APENDICE – B

b) Figuras

35

Figura n°1 Balanza simple con bentonita a usar

Figura n° 2 Balanza

Analítica

Figura n°3 Agitador electrónico mezclando el

lodo

Figura n°4 Balanza de lodo

36

Viscosímetro Fann

Figura n°6 Porcentaje de

agua y sólidos. Retorta

Figura n°6 pHmetro Figura n°7 kit de arena

APÉNDICE – C

c) variables a utilizar

Wf = Peso del lodo final (lbs)

Vf = Volumen del lodo final (Bbl)

ρf = Densidad del lodo final (lpg)

Wbentonita = Peso de la bentonita (lbs)

Vbentonita = Volumen de la bentonita (Bbl)

ρbentonita = Densidad de la bentonita (lpg)

Ww = Peso del agua (lbs)

Vw = Volumen de agua (Bbl)

ρw = Densidad. Del agua (lpg)

d) Ecuaciones a utilizar

V f=V a+V w

V f=W f

ρf;V a=

W a

ρa;V w=

Ww

ρw

Sustituyendo:

W f

ρf=W a

ρa+Ww

ρw

Luego nos queda que:

ρ f=ρa∗ρw

W a

W f

∗ρw+Ww

W f

∗ρa

Definiendo a X como al % en Peso de la Arcilla, se puede relacionar así:

37

W a

W f

= X100

;Ww

W f

=1−X100

Reagrupando términos se tiene:

ρlodo=100∗ρw

100−[X ( %)∗1−( ρwρBen )]Peso de la Bentonita

W Ben=( X (%)100 )∗W lodo

Peso del lodo

W lodo=V lodo∗ρlodo

Densidad de la Bentonita

ρBen=γBen∗ρw

Densidad del Densificante

ρdensificante=γdensificante∗ρw

38

Apéndice – D

Muestra de cálculos practica 1 - A

X=3,5%

VL= 6 Barriles

Sabiendo el valor de x

Se necesita conocer el valor de la densidad de la bentonita

Se procede a despejar el valor de Vbent de la ecuación número 3

39

Ecuación número 3

Ecuación número 1

Ecuación número 2

Se sustituye la ecuación 4 en las ecuaciones 1 y 2

Para conocer el valor de volumen de agua

Teniendo el valor de volumen de agua se puede conocer el valor de volumen de

bentonita sustituyendo en 4

Para conocer el valor de la densidad del lodo se sustituyen todos los demás

valores en la ecuación 6

40

Ecuación número 4

Ecuación número 5

Ecuación número 6

Muestra de cálculos Practica 1 – B

x= ρbentonita∗Vbentonita( ρw∗Vw )+(ρbentonita∗Vbentonita)

∗100 %

Sabiendo el valor de x 7%

7%= ρbentonita∗Vbentonita(ρw∗Vw )+(ρbentonita∗Vbentonita)

∗100%

Se necesita conocer el valor de la densidad de la bentonita

41

Ecuación número 3

Ecuación número 1Ecuación número 1

Ecuación número 2

Se procede a despejar el valor de Vbent de la ecuación número 3

7 %= ρbentonita∗Vbentonita( ρw∗Vw )+(ρbentonita∗Vbentonita)

∗100 %

7 %∗( ρw∗Vw )+( ρbentonita∗Vbentonita )=ρbentonita∗Vbentonita∗100 %

7 %∗[(8,33lbsgal

∗Vw)+(19,16lbsgal

∗Vbentonita)]=19,16lbsgal

∗Vbentonita∗100 %

7∗(8,33lbsgal

∗Vw)+7∗(19,16lbsgal

∗Vbentonita)=19,16lbsgal

∗Vbentonita∗100 %

Vbentonita=0,0327Vw

Se sustituye la ecuación 4 en las ecuaciones 1 y 2

ρL∗VL= ( ρW∗Vw )+( ρbentonita∗0.0327Vw )

AV l=Vw+(0.0327Vw )

Para conocer el valor de volumen de agua

Vl=1,0327∗Vw

126 gal=1,0327∗Vw

Vw=126 gal1.0327

Vw=122,0103gal

Vw=1016,7522cc

42

Ecuación número 4

Ecuación número 5

Ecuación número 6

ρ l=8,6730lbsgal

Teniendo el valor de volumen de agua se puede conocer el valor de volumen de

bentonita sustituyendo en 4

Vbentonita=0.0327Vw

V bentonita=0,0327∗122,0103

Para conocer el valor de peso de bentonita a utilizar

Wbentonita=ρben*Vbentonita

Wbentonita= 19,16 lbs/gal * 3.9897 gal

Wbentonita=76,4427 lbs

Wbentonita=76,4427 grs

Para conocer el valor de la densidad del lodo se sustituyen todos los demás valores

en la ecuación 6

ρ l=(8.33

lbsgal

∗122,0103gal)+(19,16lbsgal

∗3,9897 gal)126gal

43

Vbentonita = 3,9897 gal

Vbentonita = 33,2478 cc

Ecuación número

Ecuación número

Ahora se debe densificar 1 barril de este lodo

PH=ρ l∗Profundidad

ρ l= PProfundidad

ρ l=

800 lbpulg2

∗( 144 pulg21 pie2

)

1748 pie∗7,48galpie

ρl=

800 lbpulg 2

∗( 144 pulg21 pie2

)

1748 pie∗7,48galpie

ρl=8,81lbsgal

Se le suma el sobrebalance

ρl=8,81 lpg+0.6 lpg

ρl=9.41lbsgal

Se trabajara con 1 barril del lodo ya hecho y hallar con el sobrebalance la cantidad

de barita (densificante) que se le debe añadir al lodo

Vi+V barita=Vf

ρi∗Vi+ ρbarita∗V barita=ρf∗Vf

44

Se despeja el volumen de barita de la Ec. I y se introduce en la II

ρi∗Vi+ ρbarita∗(Vf−Vi)=ρf∗Vf

ρi∗Vi+ ρbarita∗Vf−ρbarita∗Vi=ρf∗Vf

ρi∗Vi−ρbarita∗Vi=ρf∗Vf−ρbarita∗Vf

Vi (ρi−ρbarita)=Vf (ρf −ρbarita )

Se despeja el volumen final

Vf=Vi (ρi−ρbarita )( ρf−ρbarita )

Vf=1bl∗42gal

bl∗(8,6730

lbsgal

−35,4025lbsgal

)

(9,41lbsgal

−35,4025lbsgal

)

Vf=43,1909gal

Calculamos el peso de la Barita

W barita= ρbarita∗V barit a

W barita=35,4025 lpg∗(43,1909−42gal)

W barita=42,1908 lbs=42,1908gr

45