ING. DE FLUIDOS DE CONTROL

INSTITUTO POLITECNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA CIENCIAS DE LA TIERRAUNIDAD TICOMAN

ING. DE FLUIDOS DE CONTROL

3PM2

Densificacin de lodo

Autor:EQUIPO-2

18-06-2015Equipo: 2-primera seccin

Integrantes:ngeles Trejo Juan ManuelHernndez Zavala Ral ArturoUtrera Garca Jos ngel

18-06-20156 EQUIPO-2

ING. DE FLUIDOS DE CONTROL

ContenidoOBJETIVO3Marco teorico3Material y equipo requerido4Desarrollo y procedimiento5Resultados8Conclusin9Referencias.9

OBJETIVO

Densificar el lodo de perforacin al agregarle cierta masa de barita para que el mismo adquiera una densidad de 1.4 utilizando la ecuacin de balance de materia.

Marco teorico

Materiales Densificantes.

Para modificar las caractersticas de los lodos se emplean muchos aditivos. Los agentes densificantes (tales como barita, carbonato de calcio y sales solubles) aumentan la densidad de los lodos, ayudando con ello a controlar las presiones subterrneas y a sostener las paredes del pozo. Las arcillas viscosificantes, polmeros y agentes emulsionantes lquidos hacen que los lodos se espesen y as aumentan su capacidad para transportar y suspender los recortes y los materiales slidos densificantes.

Funciones de Densidad.

La densidad debe ser suficiente para detener la presin del agua subterrnea, y mantener la estabilidad de las paredes de la excavacin. La densidad promedio de una bentonita recin preparada es de aprx. 65 lbs/ft3 o 1.041,19 Kg/m3.La densidad mxima de lodo antes de vaciar el concreto no debe exceder: 85 lbs/ft3 o 1.361,56 Kg/m3. Al exceder esta densidad, es posible que el lodo quede atrapado dentro del concreto.

Densidad Equivalente.

La densidad equivalente de circulacin, es la verdadera densidad que est siendo ejercida sobre las paredes del pozo y est calculada en base a los cambios que sufre el fluido por efectos de presin y temperatura.

Densidad equivalente de circulacin, DEC. En operaciones de campo la densidad equivalente de circulacin debe ser referenciada a una profundidad especfica del pozo. Se puede definir como la densidad efectiva que combina la densidad actual del fluido de perforacin y las cadas de presin en el espacio anular.El incremento de presin en el fondo de un pozo es producido cuando es circulado un fluido de perforacin. Debido a la friccin que se presenta en el espacio anular cuando se bombea el fluido de perforacin, en el fondo del pozo se genera un ligero pero significativo incremento de presin.

El agente densificante de lodos de mayor importancia es la barita. Una alternativa para la barita (u otro material densificante solido insoluble) es en algunos casos el empleo de sales solubles. La saturacin de cloruro de sodio (sal comn) aumenta la densidad del agua a 10.0 ppg; si la saturacin es con cloruro de calcio la densidad lograda ser de 11.8 ppg. Pueden alcanzarse densidades de 16.0 ppg con cloruro de zinc o con bromuro de calcio, pero esos materiales son muy caros para su utilizacin en lodos. La ventaja de las sales solubles como agentes densificantes es que los aumentos de densidad se logran sin aumentar el contenido de solidos del lodo. Sin embargo, debe tenerse en cuenta el efecto de las adiciones de sales sobre otras propiedades. A veces la densidad deseada se consigue mediante una combinacin de sales y otros agentes densificantes.Barita.- Un mineral de sulfato de bario (BaSO4) que se encuentra en la naturaleza como tal, es el agente densificante que se emplea mas comnmente para lodos. Su peso especfico de 4.2 a 4.3 lo hace mucho ms denso que la mayora de los slidos de perforacin. (Los slidos de perforacin tienen generalmente un peso especfico cercano a 2.6). Tiene adems la ventaja de ser inerte y no abrasivo. La densidad de los lodos puede ser aumenta hasta 20 ppg o mas con barita.

El mineral de barita se tritura y se muele para su uso en lodos. El tamao de partcula es importante. Las partculas grandes requieren un lodo espeso para quedar en suspensin y, adems, sern removidas en la zaranda vibratoria. Por otra parte, las partculas muy finas son tambin indeseables porque determinan la formacin de una gran superficie total de slidos, la que queda expuesta a la fase liquida, lo que a su vez puede causar viscosidad y resistencia de gel excesivas.

Las especificaciones del API para la barita requieren un peso especfico no inferior a 4.2. Los metales alcalinos trreos solubles no deben exceder de 250 ppm en la prueba de dureza total. Al menos 5% debe quedar retenida en un cedazo de malla 325 y no ms del 3% debe quedar retenida en el cedazo de malla 200 en el ensayo de granulometra hmeda.Material y equipo requerido

Equipo: Probeta de 1 litro Agitador Bscula Balanza de Lodo Botella de plstico de 600ml Programa que aplica el balance de materia

Material: Agua Bentonita BaritaDesarrollo y procedimiento

Una Sesin Anterior aprendimos a calcular la cantidad de barita que se necesita aadir a nuestro lodo aplicando el balance de materia.En esta sesin se comprob lo visto tericamente con la prctica y para ello procedimos a realizar un programa que nos facilita el clculo de la cantidad de barita necesaria para llegar a una densidad deseada.

Ya con el programa funcionando, agitamos el lodo y apartamos 400ml del mismo en una botella.

Despus medimos cuanto lodo nos qued. Y resulto que solo nos qued 1500ml.

Cuando ya sabemos el volumen del lodo insertamos los datos en el programa, pero como nuestro volumen cambio, automticamente cambio la masa, y por ende tenemos que volver a realizar el clculo de la masa de lodo y obtener la cantidad de agua nos queda y bentonita.Ya que obtenemos los nuevos datos procedemos a insertarlos en el programa con la densidad a la que queremos llegar, en este caso es de 1.4.

Nos vamos a la opcin de Obtencin de cantidad de barita.

Ingresamos los datos que obtuvimos en los campos correspondientes.

Obtenemos la cantidad de barita necesaria para que nuestro lodo tenga la densidad de 1.4.

Ahora aadimos esa cantidad de barita a nuestro lodo, mientras esta en el agitador.

Al densificar el lodo con la cantidad de barita que calculamos tericamente, procedimos a medir la densidad de nuestro lodo con la balanza de lodos.

Y como resultado nos dio una densidad de 1. 42.Con esto comprobamos lo terico con lo prctico.

ResultadosLa siguiente tabla muestra cada uno de los resultados o mediciones obtenidas por los 3 equipos antes y despus de verter la barita:

Equipo% bent.lodo S/A barVlodolodo T.lodo P.

161.03994.916001.41.4

281.05916.3615001.41.42

3101.478013001.41.43

Se puede observar de una manera muy sencilla el cambio de densidad despus de agregar la barita al lodo de perforacin en cada uno de los casos de la prctica, este cambio es significante pues en dos de las tres pruebas aumento de manera considerable esta propiedad.Tambin el equipo observo que el volumen del lodo fue distinto en cada una de las pruebas por distintas razones pero este fue un factor determinante al realizar la practica.

Conclusin

El propsito fundamental del fluido de perforacin es ayudar a hacer rpida y segura la perforacin del pozo. Las principales funciones de los fluidos de perforacin incluyen suministrar la presin hidrosttica para evitar que los fluidos de las formaciones entren al recinto del pozo; mantener la barrena fra y limpia durante la perforacin, acarrear recortes de perforacin y mantenerlo en suspensin cuando se detiene la operacin y cuando el conjunto de perforacin se mete y saca del pozo. El fluido de perforacin usado en una tarea particular se escoge para evitar daos a la formacin productora y limitar la corrosin.La habilidad del lodo de perforacin para cumplir sus funciones depende de varias propiedades del lodo, la mayora de las cuales son cuantificables y afectadas por la remocin de slidos. Dentro de ellos son: Densidad: Peso Viscosidad: Resistencia a fluir, suspensin de slidos. Geles: Resistencia a fluir causada por atraccin elctrica entre las partculas suspendidas sobre tiempo Contenido de Slidos Contenido de Arena FiltradoMuchos pozos son perforados con xito usando fluidos que no fueron seleccionados simplemente por razones de rendimiento.El xito de estos pozos se debe a los ingenieros de lodo experimentados que adaptan el sistema de fluido de perforacin para satisfacer las condiciones especficas encontradas en cada pozo.

Referencias.

Carreto, R., Santiago y Violante, M., Santiago. (2011). CONTROL DE CALIDAD DE ADITIVOS EMPLEADOS EN LA PREPARACIN DE UN FLUIDO DE PERFORACIN. Tesis: Universidad Veracruzana. Manual api Fluidos de perforacin. http://wwwelrinconpetrolero.blogspot.mx/2009/10/fluidos-de-perforacion-manual-de.html Schlumberger Oilfield Glossary. http://www.glossary.oilfield.slb.com/es/Terms/e/equivalent_circulating_density.aspx Mott.Robert L. MECNICA DE FLUIDOS. 6TA EDICION.