Concentración Iónica de Hidrógeno (pH)

OBJETO

La medición del pH del fluido de perforación (o filtrado) son operaciones críticas para el control del fluido de perforación.

Las interacciones de:Arcillasolubilidad de distintos componentes la eficacia de los aditivosEl control de los procesos de corrosión causada por ácidos y el sulfuro.

Este parámetro mide la alcalinidad que tienen los lodos. Algunos aditivos o arcillas

se activan con altos valores de pH (11.5 a 12), además mantener el lodo por

encima de 9, Básico, evitara problemas con ácidos como el H2S

PAPEL PH PALILLOS INDICADORES

DescripciónLos palillos indicadores de pH “colorpHast” están revestidos con indicadores cuyo color depende del pH del fluido donde se introducen los palillos. Se proporcionan tablas de colores estándar para fines de comparación con el palillo de prueba, lo cual permite estimar el pH con una precisión de ± 0,5 sobre todo el rango de pH.

MEDIDOR DE PH

DescripciónPara medir el pH del fluido de perforación, se recomienda el método que emplea el medidor electrónico de pH con electrodo de vidrio similar al Orion modelo Nº 201. Este medidor es preciso y proporciona valores de pH confiables, visto que está esencialmente libre de interferencias. Las medidas se pueden tomar rápida y fácilmente, ajustando automáticamente la pendiente y la compensación termostática.

Procedimiento1. Colocar un palillo indicador de pH en el lodo y dejarlo hasta que el color se estabilice, lo cual requiere generalmente menos de un minuto. Enjuagar el palillo con agua desionizada, sin secar con un trapo.2. Comparar los colores del palillo con el patrón de color proporcionado y estimar el pH del lodo.3. Ajustar el pH del lodo a la unidad depH 0,5 más próxima.

Equipo1. Medidor de pH (por ej.: Orion 201).2. Electrodo de vidrio medidor de pH.3. Soluciones amortiguadoras (pH 4, 7 y10).4. Accesorios:a. Cepillo blando.b. Detergente líquido suave.c. NaOH, 0,1 M, para reacondicionar el electrodo.d. HCl, 0,1 M, para reacondicionar el electrodo.e. Agua destilada o desionizada.f. Papel fino suave para secar los electrodos.g. Termómetro de varilla de cristal, 32a 212ºF

Procedimiento1. Obtener la muestra de fluido a probar y dejar que alcance la temperatura de 75F (24ºC).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 botónde “temperatura”.8. Fijar la indicación del medidor 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 pH7,0. 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 enlos 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 desionizada para almacenar el electrodo. Si se almacena el medidor sin usar por mucho tiempo, quitarle las pilas.15. Desactivar el medidor y cerrar latapa para proteger el instrumento

VIDEOhttp://www.youtube.com/watch?v=RQPvBTRIaqQ

Propiedades de los fluidos y aditivos empleados

Estos análisis me permiten determinar:

Cloruros

Alcalinidad (Pm, Pf, Mf)

Dureza

Sulfatos

Potasio

Concentración real de aditivos

Concentración de arcillas

Entre otros.

Podemos interpretar si existen zonas con domos de sal y las

estamos atravesando, o si hay entrada de agua salada de la

formación al lodo.

O cuanta arcilla esta en el lodo, etc.

Propiedades de los fluidos y aditivos empleados

En que consisten Análisis químicos

Análisis Químico de los Fluidos de Perforaciónbase Agua

ALCALINIDAD y CONTENIDO DE CAL

EquipoLos siguientes materiales son necesarios para determinar la alcalinidad y el contenido de cal delos fluidos de perforación:1. Solución ácida normalizada, 0,02 N (N/50); ácido sulfúrico o nítrico2. Solución indicadora de fenolftaleína.3. Solución indicadora de anaranjado de metilo/verde de bromo cresol.API recomienda al anaranjado demetilo (amarillo a rosado).4. Recipiente de valoración, 100 a150 ml, preferiblemente blanco.5. Pipetas graduadas: una de 1 ml yotra de 10 ml.6. Varilla de agitación.7. Una jeringa de 1 ml.8. Medidor de pH con electrodo devidrio (sugerido).

PROCEDIMIENTO PARA LA ALCALINIDAD DELFILTRADO

1. Medir 1 ml de filtrado dentro del recipiente de valoración y añadir 5 ml de agua desionizada.2. Añadir 2 o más gotas de indicador de fenolftaleína. Si la solución se vuelve rosada.3. Añadir ácido 0,02 N gota a gota de la pipeta, agitando hasta que el color rosado desaparezca. Si la muestra está 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 número de ml de ácido 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 bromo cresol a la misma muestra que fue utilizada para medir Pf; un color verde aparecerá.6. Valorar con ácido 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 ácido utilizado para Pf más esta última valoración

PRUEBA DEL TREN DE GAS DEGARRETT (GGT) PARA CARBONATOS

PropósitoEste procedimiento utiliza el Tren de Gas de Garrett, analizando los carbonatos solubles en una muestra de filtrado de un fluido de perforación base agua. El tubo Dräger de CO2 responde al gas CO2 que pasa por él, volviéndose morado. La longitud de la mancha depende principalmente de la cantidad de CO2 presente, pero también es sensible al caudal y al volumen total de gas que pasa a través del tubo.

Por lo tanto:para obtener resultados más precisos, el gas que sale del tren de gas debe primero ser capturado en una bolsa 1- 1 para permitir que el CO2 se mezcle uniformemente con el gas portador.

Equipo1. Agua desionizada.2. Antiespumante de alcohol octílico.3. Ácido sulfúrico, aproximadamente5 N, de calidad para reactivos.4. Aparato del Tren de Gas deGarrett.5. Tubo de análisis de CO2 Dräger,marcado “CO2 100/a” de 100 a3.000 ppm. Factor = 2,5 (verificarsi el factor ha cambiado).6. Bolsa 1-1 Dräger, nº 762425.7. Bomba manual de vacío del “Detector de Múltiples Gases”Dräger.8. Llave de paso de cristal, 8 mm, calibre de dos vías.9. Jeringas hipodérmicas: una de 10ml con una aguja de calibre 21 (para el ácido), una de 10 ml, una de 5 ml y una de 2,5 ml.10. Cartuchos de gas N2O. También se puede usar gas de nitrógeno o helio en botellas. Estos cartuchos no deben ser usados en ninguna otra prueba.

C) CLORURO (Cl–)PropósitoLa prueba de sal, o cloruro, es muy importante en las áreas donde la sal puede contaminar el fluido de perforación. Esto incluye la mayoría de los campos de petróleo del mundo. La sal puede provenir del agua de preparación, sacos, capas discontinuas, estratos o corrientes de agua salada.

EquipoLos siguientes materiales sonnecesarios para determinar laconcentración iónica de cloruro en elfiltrado de lodo.1. Solución de nitrato de plata, 0,0282N o 0,282N (fuerte) AgNO3, almacenada en un cilindro opaco ode color ámbar.2. Solución indicadora de cromato de potasio.3. Solución de ácido sulfúrico o nítrico 0,02 N.4. Agua destilada.5. Dos pipetas graduadas: una de 1 mly otra de 10 ml.6. Recipiente de valoración, 100 a 150 ml, preferiblemente blanco.7. Varilla de agitación.

Procedimiento1. Medir 1 o 2 ml de filtrado dentro deun recipiente de valoración.2. Añadir la cantidad de ácidorequerida para la valoración de Pf.3. Añadir 25 ml de agua destilada y 10gotas de la solución de cromato depotasio. Agitar continuamente yvalorar con la solución normal denitrato de plata, gota a gota de lapipeta, hasta que el color pase deamarillo a rojo anaranjado ypermanezca en este color durante30 segundos.4. Registrar el número de ml denitrato de plata requeridos paralograr el punto final. (Si se utilizamás de 10 ml de solución de nitratode plata 0,282N, considerar repetirla prueba con una muestra más

SULFATOANÁLISIS CUALITATIVO

PropósitoEl ion sulfato está presente en muchasaguas naturales debido a la acciónsolvente del agua sobre los mineralesde la tierra. La anhidrita (sulfato decalcio) es un contaminanteligeramente soluble encontradodurante la perforación en ciertas áreas.En general, resulta convenienteconocer el contenido de iones sulfatodel filtrado. Concentraciones iónicasde sulfato de aproximadamente 2.000mg/l podrían contribuir a losproblemas de alta viscosidad y controlde filtrado.

EquipoLos siguientes materiales sonnecesarios para determinarcualitativamente la presencia delsulfato:1. Tubo de ensayo.2. Gotero con solución de cloruro debario de 10%. (VENENO. No pipetarcon la boca.)3. Gotero con ácido nítrico fuerte.ProcedimientoColocar aproximadamente 3 ml defiltrado dentro de un tubo de ensayo.Añadir unas cuantas gotas de soluciónde cloruro de bario. La formación deun precipitado blanco indica lapresencia de sulfatos y/o carbonatos.Añadir unas cuantas gotas de ácidonítrico concentrado. Si el precipitado sedisuelve, se trata de carbonato; si no, setrata de sulfato. Registrar la cantidad deprecipitado que queda después deltratamiento con ácido como cantidadligera, mediana o pesada.

INCRUSTACIÓN DE SULFURO DE

HIERRO ANÁLISIS CUALITATIVO

PropósitoPara determinar la presencia de sulfuro de hierro en los equipos deacero, se utiliza una solución reactiva especial. Aunque la presencia de sulfuro de hierro indique frecuentemente que H2S está presenteen el fondo del pozo, no demuestra de ninguna manera la existencia de gas H2S.

EquipoSolución de prueba de sulfuro dehierro, conteniendo HCl de 15%,arsenito de sodio de 1% y detergentede 0,05% usado como agentehumectante.

ProcedimientoSe coloca unas cuantas gotas de solución ácida sobre el equipo o la incrustación que se está formando. Si un precipitado amarillo vivo de sulfuro de arsénico se forma, la muestra contiene sulfuro de hierro, Si aparecen burbujas, la incrustación puede contener carbonato que proviene posiblemente del dióxido de carbono.

Procedimiento1. Medir una muestra de 5 ml defiltrado casi incoloro dentro de untubo de ensayo. Si el filtrado es decolor oscuro, el color debe sereliminado por dilución o tratamientocon cal (ver la Observación 1 y laTabla 3).2. Añadir el contenido de una ampollade NO3-11 y agitar durante 3minutos.3. Dejar reposar y decantar el líquidodentro de otro tubo de ensayo.4. Añadir el contenido de una ampollade NO3-12 al líquido decantadodentro del segundo tubo de ensayo.5. Agitar y dejar reposar en el soportedurante 10 minutos para que el colorse desarrolle completamente.6. Después del desarrollo total del color,verter la muestra dentro de unaprobeta graduada de 10 ml y añadiragua desionizada para aumentar elvolumen hasta 10 ml. Mezclarminuciosamente.7. Transferir la muestra al segundo tubode ensayo.8. Preparar una muestra en blancotomando una muestra de 5 mltratada de manera idéntica a lamuestra de la Etapa 1, en lo que serefiere a la dilución y al tratamientocon cal, y añadir 5 ml de agua

CONCENTRACIÓN IÓNICA DE NITRATOPropósitoMuchas veces resulta difícil identificar los fluidos recuperados de las pruebas de la formación (DST) como filtrado o agua irreductible. Cuando el ion nitrato es utilizado como elemento indicador en el filtrado de lodo, se puede realizar una evaluación más precisa.

EquipoAparato de Ensayo de Nitrato (A.J. Chemical) y cuchara grande para medir la cal.

Análisis Químico Relacionado con la Corrosión

Equipo1. Ácido acético, glacial.2. Fluoruro amónico, 10%.3. Hidróxido amónico, concentrado.4. Agente de Enmascaramiento.5. Agua desionizada.6. Solución de formaldehído (4%).7. Solución de Indicador Calmagite.8. Solución de Versenato Estándar.9. Vaso de precipitado, 150 ml.10. Cilindros graduados: uno de 10ml, uno de 25 ml y uno de 100ml.11. Mezclador de campo con reostatoo agitador magnético con varillade agitación.12. Jeringas: una de 10 ml y otra de 20ml.13. Embudo de plástico, 4 pulgadas.14. Papel filtro estriado (S & S Nº 588,tamaño 18,5 cm).15. Papel pH.16. Pipetas volumétricas: una de 10 mly otra de 20 ml.

AÓXIDO DE CINC (ZNO) YCARBONATO DE CINC BÁSICO

(ZnCO3•Zn(OH)2)PropósitoEl óxido de cinc y el carbonato de cincpueden ser utilizados para secuestrar elsulfuro de hidrógeno en los fluidos deperforación.

RESISTIVIDAD

Procedimiento1. Llenar la celda de resistividadlimpia y seca con lodo o filtradorecién agitado. Tratar de evitar quese arrastren burbujas de aire. Llenarla celda hasta el volumen correcto,de conformidad con elprocedimiento del fabricante.2. Conectar la celda al medidor.3. Medir la resistencia en ohmiosmetrosi se utiliza el medidor delectura directa. El valor debería serajustado a ohmios si se utiliza un“medidor no directo”.4. Registrar la temperatura demedición.5. Limpiar la celda, enjuagar con aguadesionizada y secar.

A veces se requiere conocer la resistividad del lodo, filtrado y revoque para ayudar a evaluar losregistros eléctricos.

Equipo1. Lodo, filtrado y revoque.2. Medidor de resistividad de lecturadirecta para fluidos de perforación.3. Celda de resistividad calibrada.4. Termómetro, 32 a 220ºF.

ANÁLISIS EN RETORTA DE DOSTEMPERATURAS PARA SISTEMAS DE

GLICOLEl glicol que constituye el principalinhibidor en el sistema GLYDRIL™seagotará del sistema a medida que seadsorbe en las lutitas. Por lo tanto esimportante medir y controlar el nivelde glicol en el lodo de perforación. Esteprocedimiento de prueba puede serusado para medir la concentración detodos los tipos de glicol. Ésta no es unaprueba definida por API, pero utiliza elprocedimiento de retorta de API

Procedimiento II1. Colocar un volumen conocido delodo dentro del vaso inferior de lacelda de la retorta. 2. Ajustar el regulador de temperaturaa 302ºF (150ºC). Calentar la retortahasta que todo el agua se hayaacumulado (aproximadamente 90minutos). Registrar este volumencomo V1.3. Reajustar el regulador detemperatura a 950ºF (510ºC) yseguir destilando el resto de la faselíquida. Registrar el volumen finalcomo V2.

Procedimiento de Prueba de Glicol(Procedimiento de campo para determinar el contenido de glicol de un fluido de perforación)

Procedimiento de Prueba de Glicol(Procedimiento de campo para determinar el contenido de glicol de un fluido de perforación)

REFRACTÓMETROEquipo1. Refractómetro para determinar el

rango de porcentajes en volumen de glicol utilizado en el sistema de lodo. Se pueden usar varios tipos de refractómetros. Un tipo usado comúnmente es el Atago N10E. El instrumento mide el contenido de glicol dentro del rango de 0 a 10%. Si se desea obtener algún valor fuera de este rango por cualquier motivo, consultar las especificaciones del fabricante para un rango distinto.

2. Retorta de 10, 20 ó 50 ml, lana de acero sin aceite, completa con accesorios de vidrio.

ReactivosGlicol usado en el fluido de perforación. Agua destilada o desionizada. Cilindros graduados, botellas de almacenamiento

Procedimiento I1. Preparar un glicol en la curva decalibración de agua. Esta curva seobtiene añadiendo varios porcentajesen volumen de glicol en aguadesionizada (típicamente, se usa de 1a 6% en volumen). Circular cadamezcla a través de la retorta y trazaren un papel cuadriculado lacorrespondiente curva de indicaciónde BRIX vs. porcentaje en volumenoriginal de glicol añadido. 2. Circular el fluido de perforación através de una retorta.3. Registrar el porcentaje en volumende líquido.4. Agitar el líquido captado en elcilindro graduado a partir de laretorta.5. Colocar 2 a 4 gotas del líquido de laretorta sobre la superficie limpia delprisma del refractómetro.