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Universidad Mayor de San Andrs Fluidos de Perforacin.
Facultad de Ingeniera PET-217
Carrera de Ingeniera Petrolera Balanza para Lodos
Univ. Arteaga Soruco Mauricio Alejandro pg. 1
BALANZA PARA LODOS
1. OBJETIVOS DEL LABORATORIO.-1.1. OBJETIVO PRINCIPAL.-
Determinar la densidad del fluido de perforacin bentontico base agua formulado en
laboratorio utilizando una balanza para lodos.
1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS.-
I. Prepara un lodo de perforacin bentontico para una densidad determinada.
Aprender a modificar la densidad del lodo segn requerimientos que puedanpresentarse en campo.
II. Determinar experimentalmente la densidad del lodo preparado.
III. Aprender a utilizar y calibrar la Balanza de Lodos.
IV. Determinar el error de la Balanza de Lodos comparando la densidadexperimental con el valor terico.
2. JUSTIFICACIN DEL LABORATORIO.-
El presente laboratorio tiene un propsito acadmico, se pretende adquirir
conocimientos prcticos acerca de la preparacin del lodo de perforacin y adecuacin
del mismo segn los requerimientos que se puedan presentar en campo.
Es de mucha importancia que el Ingeniero Petrolero sepa formular un lodo, modificarlo
segn se requiera y medir su densidad para que este sea adecuado para cumplir
distintas funciones en la perforacin de un pozo.
La medicin de la densidad del lodo de perforacin necesita un conocimiento prctico
por parte del que lo realiza, por tanto la prctica es importante para que el futuro
ingeniero tenga la habilidad de realizarlo en cualquier ocasin y lugar sin que se
presenten contratiempos ya que un error en el rea de trabajo puede ser muy
perjudicial.
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3. RESUMEN TERICO.-
3.1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES.-
3.1.1. DEFINICIN DE FLUIDO DE PERFORACIN.-
Un fluido de perforacin es una mezcla heterognea
de una fase continua (agua, aceite u otro) con otra
fase discontinua (Bentonita u otro) mas aditivos que
estn dispersos o disueltos en la fase continua con la
finalidad de darle al lodo propiedades adecuadas para
cumplir sus funciones en la perforacin de pozos
petroleros.
Se denomina lodo al fluido de perforacin que es
lquido, como por ejemplo el lodo en base agua.
3.1.2. FUNCIONES DEL FLUIDO DE PERFORACIN.-
El fluido de perforacin debe presentar diferentes propiedades fsicas y qumicas
bien definidas, entre las principales tenemos.
1. Densidad2.
Viscosidad3.
Alcalinidad4. Salinidad5. pH
6. Propiedades tixotrpicas7.
Propiedades reolgicas8.
Filtrado9. Temperatura10.Presin
Estas propiedades le brindan al lodo la capacidad de desempear muchas funciones,
las ms importantes:
Funciones especficas o bsicas.-Aquellas que el lodo debe cumplir si o si.
1.
Controlar las presiones del subsuelo.2. Sacar los recortes de formacin a superficie.
3. Estabilizar las paredes del pozo.
4. Evitar daos en la zona productora.
5. Evitar al mximo el dao al medio ambiente.
Funciones derivadas.-Derivadas de las funciones especificas.
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a) Permitir obtener la mxima informacin del fondo de pozo a travs de
registros y muestras.
b)
Formar una pelcula impermeable en las paredes del pozo.
c)
Enfriar y lubricar el trepano.d)
Alivianar el peso de la sarta de perforacin.
e)
Mantener en suspensin los recortes de formacin cuando se ha detenido la
circulacin.
f) Evitar la corrosin de la herramienta.
g)
Transmitir energa al fondo de pozo.
h) Facilitar la cementacin y completacin del pozo.
Para este laboratorio, la propiedad ms importante es la densidad y por ende la
funciones ms importante son los incisos a) y c).
3.1.3. DENSIDAD DEL LODO, CONTROLAR LAS PRESIONES DEL SUBSUELO YESTABILIZACION DEL POZO.-
Se bombea el fluido hasta el fondo del pozo a
travs de la sarta o columna de perforacin,
con bombas de mucha potencia el cual sale
por boquillas en la sarta de perforacin.
Luego, se fuerza hacia arriba a travs delespacio anular hasta la superficie (en esta
parte el los recortes son arrastrados).
Los fluidos de perforacin cumplen la
importante funcin de mantener bajo control
la presin de formacin y evitar que colapse
el interior del pozo a medida que la barrena o
trepano avanza hacia la parte inferior hasta
alcanzar la zona productora.
Toda formacin tiene una presin (P de
formacin), esta presin debe ser normal si
su gradiente es de 0.465 (psi/pie), todo valor por encima se llama presin anormal y
toda por debajo se llama subnormal.
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El control
primario de pozo
los ejerce la
columna de lodo,esta ejerce una
presin
hidrosttica, la
cual es funcin
de la altura de la
columna
(profundidad) y
de la densidaddel lodo. Por
esto la densidad
debe ser
conocida
durante todo el
periodo de la perforacin y ser debidamente controlada y modificada, si es necesario,
cada que se atraviesa una nueva formacin
Si se conoce la presin y la profundidad de una formacin se puede saber la densidad
mnima que debe tener el lodo para controlar la presin de formacin.
(1)
C(factor deconversin)
densidad dellodo
TVD (true verticaldepth)
Presinhidrosttica de lacolumna de lodo
0.052 LPG pies psi
0.0981 g/cc m bar1.42 g/cc m psi
La presin mnima de trabajo debe estar por encima de la presin de formacin en un
factor de seguridad, tambin llamado presin diferencial a favor (P), de
aproximadamente 300 (psi) aunque puede variar segn sea el caso.
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Entonces la presin hidrosttica debe ser la adecuada continuamente para prevenir
que la presin de formacin no haga colapsar el pozo causando un cierre, tambin debe
prevenir una cada de presin hidrosttica lo que causara la invasin de fluidos de
formacin (petrleo, gas y agua) al interior del pozo y esto llevara a un amago dereventn (kick), que de no ser controlado podra ocasionar un reventn (blowout).
3.2. BASES Y PLANIFICACION DEL EXPERIMENTO.-
3.2.1. PREPARACIN DEL LODO.-
En este laboratorio vamos a prepara un lodo en base a agua y bentonita, y luego
modificarlo para obtener una densidad terica.
Para prepara el lodo en base a agua se debe tener un volumen de agua al cual se le va aaadir una cierta cantidad de bentonita (de densidad conocida), donde para obtener
una densidad deseada para el lodo, es necesario calcular tanto la masa de bentonita
como el volumen de agua.
La bentonita es una arcilla compuesta esencialmente por minerales del grupo de lasesmcticas, con independencia de su gnesis y modo de aparicin. La bentonita tiene
una Ge que vara entre 2.35 2.60.
3.2.1.1. BALANCE DE MATERIA.-
Agua Bentonita Lodo
(2)
Sabemos que la densidad se define como la masa por unidad de volumen de un cuerpo;
despejando la masa:
(3)
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Reemplazando (3) en (2)
(4)
Considerando volmenes aditivos
(5)
Con (4) y (5) es posible encontrar la cantidad de agua y de bentonita necesarios para
prepara el lodo.
Frecuentemente es necesario elevar la densidad del lodo segn las operaciones que seestn realizando para controlar el pozo, en general se usa baritina (barita) comomaterial densificante para elevar la densidad del lodo de perforacin.
La Baritina es el agente densificante de mayor importancia, est compuestoprincipalmente de sulfato de bario (BaSO4), su gravedad especifica GE vara entre
4.2 a 4.5.
Cuando se realiza una operacin de densificacin se tiene una densidad deseada para
el nuevo lodo y es necesario calcular tanto la masa de densificante como el volumen delodo inicial o en su defecto el volumen de lodo final.
El balance de materia es idntico.
Lodo 1 Densificante Lodo 2
A veces es necesario reducir la densidad de lodo sobre todo en operaciones de toma
de testigos ya que el lodo que sale del pozo tiene una mayor densidad que cuando
ingres. Comnmente se utiliza agua dulce (o diesel en caso ser un lodo base aceite)
como diluyente. La GE del agua dulce = 8.33 (LPG) = 62.4 (lb/pie3) = 1 (g/cc) = 350
(lb/bbl).
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El balance de materia es idntico.
Lodo 1 Diluyente (agua) Lodo 2
En ocasiones se requiere mezclar lodos de distintas caractersticas para obtener un
volumen y una densidad deseada.
El balance de materia es idntico.
Lodo 1 Lodo 2 Lodo 3
3.2.2.- BALANZA DE LODOS.-
La densidad de undeterminado volumen
de lodo es posible
medir con una balanza
de lodos.
La balanza de lodos se
compone principalmente
de una base sobre la
cual descansa un brazograduado el cual
permite mediciones
exactas en un rango de 0.1 (LPG). En uno de los extremos del brazo graduado
descansa una copa o vaso de volumen fijo que esta balanceada por un contrapeso fijo
en el lado opuesto del brazo dentro del cual existen unos pequeos balines extrables,
el brazo tiene un cursor deslizable que se mueve libremente a lo largo de la escala
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graduada. Se ha
montado sobre el
brazo de la balanza
un nivel de burbujaque indica cuando el
sistema est en
balance.
Errores frecuentes
responsables de la
imprecisin en la
medicin de la
densidad son:
1. Balanza mal calibrada (siempre se debe calibrar la balanza debido a los cambios
de densidad que produce los cambios de temperatura ambiente ya que esta ha
sido calibrada originalmente a temperatura estndar).
2. Gas o aire entrampado en el lodo.
3. Falla al llenar la copa con el volumen correcto.
4. Balanza sucia.
4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.-
4.1. PREPARACIN DEL LODO.-
Segn las instrucciones dadas se prepara el lodo en base agua para una densidad o
densidades tericas especificadas por el auxiliar.
4.2. CALIBRACIN.-
La calibracin del instrumento se logra con la medicin de la densidad de agua a
temperatura ambiente.
1. Llenar la copa de la balanza con agua limpia lo ms pura posible.
2. Colocar la tapa sobre de la copa y asentarla firmemente, pero en forma lenta
con un movimiento giratorio. Asegrese que el exceso de agua salga por el
orificio de la tapa.
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3. Colocar el dedo pulgar sobre el orificio de la tapa y limpiar la balanza con un
trapo seco.
4.
Colocar la balanza sobre el soporte y mover el cursor a lo largo del brazo
graduado hasta que el nivel de burbuja indique que la balanza esta nivelada.
5. Leer la densidad del agua en el borde del cursor que este orientado hacia el
vaso, debe ser igual a 8.33 (LPG) o 1 (g/cc).
6. En caso de no obtener la densidad correcta, proceder a retirar el tornillo
ubicado en el contrapeso del extremo opuesto para agregar o quitar balines
hasta lograr que la densidad del agua sea la correcta.
4.3. DETERMINACIN DE LA DENSIDAD EXPERIMENTAL DEL LODO.-
1. Quitar la tapa del vaso y llenarlo completamente con el lodo recin preparado y
agitado.
2. Colocar la tapa sobre de la copa y asentarla firmemente, pero en forma lenta
con un movimiento giratorio. Asegrese que el exceso de lodo salga por el
orificio de la tapa.
3. Colocar el dedo pulgar sobre el orificio de la tapa y limpiar la balanza con un
trapo 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 cursor hasta que el nivel de burbuja indique que el brazo graduado
esta nivelado.
6.
Leer el peso o densidad del lodo en el borde del cursor que este orientado
hacia el vaso.
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7. Reporte la densidad del lodo con una aproximacin de 0.1 (LPG), 0.5 (lb/pie3),
0.01 (g/cc).
4.4. DIAGRAMA DE FLUJO PROCEDIMIENTO GENERAL.-
Inicio
Calcular la masa
de bentonita parauna densidad
determinada de
lodo
Mezclar agua
con la bentonita
Preparacin
del lodo.
Llenar el vaso con
agua
Calibracin
Colocar la tapa y
limpiar el exceso.
Colocar la balanza
en su soporte.
Agua, Bentonita,
recipiente,
batidora, esptula
Balanza de lodos,
agua, trapo,
es tula.
Mover el cursor
hasta nivelar la
burbuja
Leer la densidad
del agua.
Densidad =
8.33 (LPG)
Quitar o agregar
perlas al
contrapeso hasta
nivelar la burbuja
Colocar el cursor
en densidad = 8.33
(LPG)
A
Lodo = Lodo I
Si
No
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A
Determinacin
de la densidad
del lodo.
Balanza de lodos,
lodo, trapo,
es tula.
Llenar el vaso con
lodo
Colocar la tapa y
limpiar el exceso.
Mover el cursor
hasta nivelar laburbuja
Colocar la balanza
en su soporte.
Leer la densidad
del lodo.
Densificacin
Lodo 1, baritina,
recipiente,
batidora, esptula.
Calcular la masa
de baritina para
la nueva densidad
Mezclar lodo 1
con baritina
Dilucin
Lodo 1, agua,
recipiente,
batidora, esptula.
Calcular el
volumen de agua
para la nueva
densidad
Mezclar lodo 1
con agua.
Registrar
densidad
Lodo = Lodo II Lodo = Lodo III
B
B
Fin
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5. TOMA DE DATOS.-
5.1 CALIBRACIN.-
(LPG) (g/cc) (lb/pie3)Balanza grupo 1 8.3 1.0 69Balanza grupo 2 8.2 1.0 68Correccin 1 8.33-8.3 = 0.03Correccin 2 8.33-8.2 = 0.13
5.2. PREPARACIN DEL LODO.-
Lodo Volumen de agua (cc) Masa de bentonita (g) Densidad lodo I (LPG)
Grupo1 1000 151.69 8.8 + 0.03 = 8.83Grupo2 1000 74.24 8.6 + 0.13 = 8.73
5.3. INCREMENTO DE LA DENSIDAD.-
Lodo Densidad inicial (LPG) Masa de baritina (g) Densidad Lodo II(LPG)
Grupo2 8.73 26.18 8.85 + 0.13 = 8.98
5.4. REDUCCION DE LA DENSIDAD.-
Lodo Densidad inicial (LPG) Volumen de agua (cc) Densidad Lodo III(LPG)
Grupo1 8.83 210.81 8.7 +0.03 = 8.73
6. CALCULOS Y TRATAMIENTO ESTADISTICO DE DATOS.-
I. Calcular el error porcentual de calibracin que tiene cada balanza con los
valores medidos respecto de los valores tericos usados.El error porcentual de A respecto a B esta dado por:
En este caso A es el valor medido y b el valor terico.
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Preparacin del Lodo I
Lodo grupo 1
Lodo grupo 2
Incremento de la densidad (preparacin del Lodo II)
Reduccin de la densidad (preparacin del Lodo III)
II. Indicar cules fueron los clculos realizados para la preparacin de loslodos (especificar las cantidades de slidos y agua que se usaron en cadaoperacin).
E% = 1.89 %
E% = 0.34 %
E% = 0.22 %
E% = 0.34 %
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Preparacin del Lodo I
De la parte de teoria se tiene el balance de materia:
Agua Bentonita Lodo I
Las ecuaciones (4) y (5)
(4)
(5)
Con (4) y (5) calculamos la cantidad de bentonita:
Adems:
Lodo grupo 1
mBen= 151.69 (g)
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Lodo grupo 2
Incremento de la densidad (preparacin del Lodo II) (a partir lodo grupo2)
Lodo I Baritina Lodo II
Del balance de materia:
Resolviendo el sistema:
Adems:
mBen= 74.24 (g)
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Reduccin de la densidad (preparacin del Lodo III) (a partir lodo grupo1)
Lodo I Agua Lodo III
Del balance de materia:
Resolviendo el sistema:
III. Calcular la gradiente de presin de los lodos medidos.
El gradiente de presin se da por:
mBarita= 26.18 (g)
Vagua= 210.81 (cc)
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Lodo I:
Lodo grupo 1
Lodo grupo 2:
Lodo II:
Lodo III:
IV. Indicar los grados API para los lodos medidos.
GLodo I= 0.459 (psi/pie)
GLodo I= 0.454 (psi/pie)
GLodo II= 0.467 (psi/pie)
GLodo III= 0.454 (psi/pie)
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Lodo I:
Lodo grupo 1
Lodo grupo 2:
Lodo II:
Lodo III:
7. CONCLUSIONES, OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES.-
En la presente prctica de laboratorio se ha preparado un lodo de perforacin
bentontico en base a agua, para esto se han realizado los clculos necesarios,
los dos grupos han formulado dos lodos con diferentes densidades y tipos de
bentonita.
API Lodo I= 1.99
APILodo I= 3.52
APILodo II= -0.24
APILodo III= 3.52
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Se ha modificado los lodos, uno incrementando su densidad y el otro
reducindola aplicando mtodos determinados, en el primer caso se utiliza
baritina como densificante, en el segundo caso se utiliza agua dulce como
diluyente. Para esto se ha realizado los clculos correspondientes.
Se ha determinado la densidad de los dos lodos preparados y de los dos lodos
modificados, utilizando una balanza de lodos, la cual ha sido calibrada con agua
pura a temperatura ambiente. Cada lodo ha sido medido segn las
especificaciones obteniendo resultados aceptables.
Se ha calculado los errores porcentuales de las densidades de los lodos
medidas respecto a las tericas, en general los resultados son aceptables ya
que ninguna de las diferencias porcentuales sobrepasa el 10 %. Es necesario
puntualizar que el error producido no se debe solamente a la calibracin de la
balanza, sino a muchos ms factores como ser: las prdidas de alguno de los
componentes durante el proceso de mezcla y medicin, errores de redondeo en
los factores de conversin de los clculos, errores de apreciacin de las
lecturas, cambios de temperatura durante el proceso de mezcla, burbujas de
aire muy pequeas en la muestra de lodo, etc.
Se han determinado las gravedades API de los lodos, en general se puedeobservar que estos se clasifican como sustancias muy pesadas, sobre todo el
lodo II que tiene un API negativo el cual no tiene ninguna interpretacin fsica,
de esto podemos concluir que la gravedad API solo se aplica para petrleo y no
para cualquier sustancia debido a este tipo de restricciones.
Las balanzas de lodos se descalibran a acusa de que estas fueron originalmente
creadas para medir densidades a temperatura estndar, por eso es
recomendable calibrarlas antes de cualquier medicin.
Al momento de prepara el lodo se recomienda mezclar colocando primero la
bentonita y despus el agua encima tratando de esparcirla por toda la
superficie y no en un solo lugar, esto para evitar tener que utilizar una esptula
para mezclar los solido ya que en la esptula se queda un cantidad considerable
de bentonita.
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Es recomendable lavar los instrumentos antes de utilizarlos, ya que de no
hacerlo, elementos contaminantes pueden ingresar al lodo influyendo
considerablemente en la densidad y consistencia de este.
Al leer la densidad en la balanza, se recomienda aproximar la lectura a la
graduacin ms prxima en lugar de tantear un valor intermedio ya que se
estara introduciendo un error debido a que la balanza no tiene esa apreciacin.
8. CUESTIONARIO.-
I. Defina fluido de perforacin.
Un fluido de perforacin es una mezcla heterognea de una fase continua (agua,
aceite u otro) con otra fase discontinua (Bentonita u otro) mas aditivos que estn
dispersos o disueltos en la fase continua con la finalidad de darle al lodo propiedades
adecuadas para que pueda cumplir funciones especificas en la perforacin de pozos
petroleros.
II. Defina Barita, bentonita y uso.
Baritina.- Es el agente densificante de mayor importancia en los lodos de
perforacin, es un mineral compuesto principalmente de sulfato de bario (BaSO4), sugravedad especifica GE vara entre 4.2 a 4.5 lo que lo hace mucho ms denso que la
mayora de los slidos de perforacin; es un slido inerte de grano muy fino entre 2 y
72 (micras).
Generalmente es usada en zonas productoras cuando se requieren densidades mayores
a 12 (LPG), puede lograr densidades de hasta 20 (LPG) en todo tipo de fluido.
Bentonita.- La bentonita es una arcilla de grano muy fino compuesta esencialmentepor minerales del grupo de las esmcticas, con independencia de su gnesis y modo de
aparicin. La bentonita tiene una Ge que vara entre 2.35 2.60.
La bentonita tiene una gran aplicacin en la formulacin del lodo, esta es responsable
de la viscosidad y la fuerza gel del lodo. Tiene un altolmite lquido.Esto implica que a
pesar de que se le aada mucha agua, la mezcla no pierde estabilidad o consistencia.
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=L%C3%ADmite_l%C3%ADquido&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=L%C3%ADmite_l%C3%ADquido&action=edit&redlink=17/26/2019 balanzaparalodos.pdf
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Los lodos bentonticos tienen una propiedad muy importante que los hace muy tiles,
cuando un lodo bentontico es amasado sin que se produzca variacin de agua, pierde
resistencia, comportndose como un fluido. Sin embargo, vuelve a adquirir esta
resistencia una vez que entra en reposo. Esta propiedad permite sacar los recortes ala superficie cuando est en circulacin y mantenerlos en suspensin cuando est
esttico.
III. Calcular la presin normal que se espera encontrar a las profundidades de1809 y 2500 (m) en un pozo suponiendo que la gradiente de presin normales de 0.104 (kg/cm2/m), suponiendo que se utilice un lodo de 1.23 (kg/cc)de densidad a esas profundidades. Cul ser la presin diferencial encada caso?
Datos:
H1=1809 (m) = 5935.04 (pies)
H2= 2500 (m) = 8202.10 (pies)
GFN= 0.104 (kg/cm2/m) = 1.48 (psi/m) = 0.451 (psi/pie)
Nos dan una densidad para el lodo de 1.23 (Kg/cc) lo que es absurdo ya que sera un
lodo extremadamente pesado.
Asumimos:
L= 1.23 (Kg/lt) o (g/cc) = 10.26 (LPG)
La presin de formacin normal:
PF1= 0.451 * 5935.04
PF1 = 0.451 * 8202.10
De la ecuacin (1) de la parte terica calculamos presin hidrosttica del lodo.
PF1= 2676.70 (psi)
PF1= 3699.15 (psi)
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PH1= 0.052 * 10.26 * 5935.04
PH1= 3166.46 (psi)
PH1= 0.052 * 10.26 * 8202.10
PH1= 4375.98 (psi)
La presin diferencial:
P1= 3166.46 - 2676.70
P1= 4375.98 - 3699.15
IV. Qu importancia tiene la densidad de un lodo en la perforacin de pozos?
Los fluidos de perforacin cumplen la importante funcin de mantener bajo control la
presin de formacin y evitar que colapse el interior del pozo a medida que la barrenao trepano avanza hacia la parte inferior hasta alcanzar la zona productora.
El control primario de pozo los ejerce la columna de lodo, esta ejerce una presin
hidrosttica, lacual es funcin de la profundidad y de la densidad del lodo. Por esto
la densidad es muy importante y debe ser conocida durante todo el periodo de la
perforacin y ser debidamente controlada y modificada, si es necesario, cada que se
atraviesa una nueva formacin.
Si se conoce la presin y la profundidad de una formacin se puede saber la densidad
mnima que debe tener el lodo para controlar la presin de formacin.
Entonces la presin hidrosttica debe ser la adecuada continuamente para prevenir
que la presin de formacin no haga colapsar el pozo causando un cierre, tambin debe
prevenir una cada de presin hidrosttica lo que causara la invasin de fluidos de
formacin al interior del pozo.
P1= 489.75 (psi)
P1= 676.83 (psi)
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V. Cules son los mtodos ms usuales para reducir la densidad de un lodo?
Frecuentemente es necesario reducir la densidad de lodo sobre todo en operaciones
de toma de testigos ya que el lodo que sale del pozo tiene una mayor densidad quecuando ingres.
El mtodo ms usado es la dilucin, comnmente se utiliza un lquido diluyente que
reduzca la densidad como el agua dulce en caso de ser un lodo en base agua o diesel en
caso ser un lodo base aceite.
Tambin se practican otros mtodos como ser la aeracin y la adicin de micro-
esferas.
VI. Determinar la densidad de un lodo cuyo volumen de preparacin es de 900(cc). Con una masa de bentonita de 50 (g) y que tiene una gravedadespecfica de 2.5.
Datos:
VL= 900 (cc)
mB= 50 (g)
GEB= 2.5
B= 2.5 (g/cc)
Aplicando el balance de material como se hizo en la parte terica:
(a)
(b)
Reemplazando V agua de (b) en (a), y luego despejando la densidad del lodo:
L= 1.033 (g/cc) L= 8.608 (LPG)
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VII. Condiciones bsicas para la formulacin de los fluidos de perforacin.
La formulacin de un fluido de perforacin es muy importante dado que de sta
depender su eficaz desempeo cuando el fluido sea puesto en circulacin. A la horade formular o preparar un lodo de perforacin se hace necesario tomar en cuenta una
serie de parmetros que permitan que el fluido a formular cumpla con las
especificaciones para las cuales ha sido diseado
1. Informacin litolgica.- Se requiere conocer la secuencia estratigrfica, eltipo de las formaciones, composicin, dureza, si es caliza, arenisca,
conglomerado, etc.
2. Presiones de formacin.- Pueden ser de tres tipos, presiones normales,presiones subnormales y presiones anormales. Las presiones normales, son
aquellas que son iguales a las presiones calculadas por el gradiente de presin,
las presiones subnormales, son aquellas presiones que resultan ser menores a
las presiones calculadas con el gradiente de presin, y las presiones anormales,
son aquellas que resultan ser mayores a las presiones calculadas con el
gradiente de presin.
3. Anlisis de costos.- El costo del lodo es funcin de la profundidad, hay queconsiderar tambin las caractersticas del pozo como las presiones anormales.
4. Compatibilidad con la formacin.- Se necesita saber que los fluidos deperforacin no sean reactivos con la formacin, adems de que formen un buen
revoque y que permitan el control del filtrado.
VIII. Explique las funciones especficas o bsicas y derivadas de los fluidos deperforacin.
* Funciones especficas o bsicas.-Aquellas que el lodo debe cumplir si o si.
Controlar las presiones del subsuelo y estabilizar el pozo.- Toda formacin tieneuna determinada presin. Si se conoce la presin y la profundidad de una formacin se
puede saber la densidad mnima que debe tener el lodo para controlar esa presin.
Entonces la presin hidrosttica debe ser la adecuada continuamente para prevenir
que la presin de formacin no haga colapsar el pozo causando un cierre, tambin debe
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prevenir una cada de presin hidrosttica lo que causara la invasin de fluidos de
formacin al interior del pozo.
Sacar los recortes de formacin a superficie.-Al perforar un determinado pozo segeneran recortes de formacin. La remocin de estos debe ser continua para dejar al
trepano el espacio libre para que cumpla su funcin. El lodo debe ser capaz de
acarrear estos recortes a superficie dejando limpio el fondo del pozo. La capacidad de
limpieza del pozo es funcin del caudal de bombeo como de la densidad del lodo y su
viscosidad.
Evitar daos en la zona productora.- La produccin depender de muchos factoresde los cuales uno se refiere al dao a la productividad causada por el lodo. El dao
causado puede ser por excesiva cantidad de slidos, por una sobre presin o por laincompatibilidad qumica del lodo con la formacin productora. Es primordial evitar
esto.
Evitar al mximo el dao al medio ambiente.- Debido a las tendencias actuales deproteccin al medio ambiente, los lodos se estn diseando de tal manera que en su
composicin intervengan productos que no causen o sea mnimo el dao causado al
medio ambiente.
** Funciones derivadas.-Derivadas de las funciones especficas.
Permitir obtener la mxima informacin del fondo de pozo a travs de registros ymuestras.- Un lodo que est perforando en un pozo, continuamente trae informacindel fondo del pozo que el ingeniero de lodos est capacitado para poder interpretar
esta informacin y poder conocer las condiciones que estn en el fondo del pozo.
Formar una pelcula impermeable en las paredes del pozo.- Toda formacinatravesada tiene cierta permeabilidad una ms que otra, esta permeabilidad es lo que
hace posible el paso del fluido a travs de las rocas parte del lquido del lodo, llamado
filtrado, penetra a horizontes en las formaciones, quedando sobre la pared de laformacin una costra de slidos conocido como pelcula o revoque esta pelcula est
muy ligada a la estabilidad del pozo que por lo general debe ser delgada, impermeable,
lubricada y no quebradiza.
Enfriar y lubricar el trepano.- Los aditivos agregados (polmeros) ayuda a minimizarlas fricciones entre la herramienta de perforacin y las formaciones. Al girar la
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herramienta al girar o desplazarse genera fricciones con las formaciones el cual se
manifiesta como torque, arrastre y resistencia. A medida que se perfora un pozo la
temperatura aumenta con la profundidad. El lodo entra desde superficie a bajas
temperaturas y al circular a grandes profundidades va extrayendo calor de lasformaciones enfriando el pozo.
Alivianar el peso de la sarta de perforacin.- El empuje producido por el fluido deperforacin soporta parte del peso de la sarta de perforacin o de la caera de
revestimiento. Cualquier aumento de la densidad del lodo aumenta el empuje.
Mantener en suspensin los recortes de formacin cuando se ha detenido lacirculacin.- El lodo tiene un propiedad muy importante que es la de mantener en
suspensin a los slidos, gracias a su viscosidad y fuerza gel, con la finalidad de quelos mismos no se depositen y obstruyan la perforacin del pozo. Se llama tixotropa a
la capacidad que tiene el lodo de generar energa en estado de reposo.
Evitar la corrosin de la herramienta.- El lodo debe estar diseado en el sentidoque minimice el efecto de corrosin en la herramienta de perforacin. La corrosin es
un proceso de oxido-reduccin que ocurre sobre la superficie metlica por accin del
fluido.
Transmitir energa al fondo de pozo.- El fluido es el medio por el cual se transmite
la potencia desde la superficie hasta el fondo del pozo.
9. BIBLIOGRAFIA.-
Ingeniero Reynaldo Marn D. Apuntes de clase - Fluidos de Perforacin
UMSA-Carrera de Ingeniera Petrolera. Gua de Fluidos de Perforacin y
Laboratorio
Fredy Guarachi Laura. Gua de Fluidos de Perforacin y Laboratorio
Ingeniero Felix Soruco Apuntes PET 217
Imgenes www.gogle.com.bo
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10. ANEXOS.-
10.1. MEMORIA FOTOGRFICA.-
1. Bentonita 2. Agua + Bentonita.
3. Proceso de mezclado Lodo I
4. Lodo I 5. Medicin de la densidad I Balanza de lodos.
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6. Reduccin de la densidad 7. Proceso de mezclado Lodo II.
8. Medicin de la densidad II Balanza de lodos 9. Lodo II.
10.2. HOJA DE TOMA DE DATOS.-