INFORME LAB 4( Arango , Giraldo , Castro, Hernandez , Lpez) Final (1)

8/18/2019 INFORME LAB 4( Arango , Giraldo , Castro, Hernandez , Lpez) Final (1)

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LABORATORIO FLUIDOS DE PERFORACIÓN

Control de sólidos y Contenido de arenaR.A. Arango Unal!ed D.A. Castro Unal!ed ". #iraldo Unal!ed ".C. $ern%nde& Unal!ed S. Ló'e& Unal!ed

Resumen.Durante la práctica se preparó un fluido de perforacióncontaminado con arena. Posteriormente se realizaron pruebasde filtrado, reológicas y de contenido de sólidos paradeterminar cómo afectan estos contaminantes en eldesempeño del fluido de perforación.

Introducción.En las operaciones de perforación, continuamente el lodo secontamina con diferentes clases de sólidos provenientes de loscortes de la formación, esto conlleva al deterioro progresivo delas propiedades reológicas del fluido y a generar una fuerteabrasión hacia los equipos de perforación.

Para contrarrestar dichos problemas, es necesario uncontrol permanente de los sólidos generados. Por ende, sucontinua remoción es uno de los aspectos más importantes delcontrol del sistema de lodos, ya que tiene un impacto directosobre la eficacia de la perforación y por consiguiente unadisminución considerable en los costos.

escala de laboratorio es importante hacer análisis tantocualitativos con cuantitativos, del contenido de sólidos y dearena presentes en un fluido de perforación. Dichos análisis permiten tener valores de referencia de las caracter!sticas delfluido antes y despu"s de haber ingresado al pozo.

Marco Teórico y Definiciones.

#na prioridad durante la perforación es disminuir la cantidadde residuos de perforación mediante la optimización deldiseño del fluido y el sistema del control de sólidos. $ossólidos del lodo de perforación pueden ser separados en doscategor!as% &ólidos de 'a(a )ravedad Espec!fica *$)&+, conuna )ravedad Espec!fica *&)+ comprendida en el rango de

,- a , , y los &ólidos de lta )ravedad Espec!fica */)&+,con una &) de 0, o más. $os materiales densificantes comola barita o la hematita componen la categor!a de /)& y sonusados para lograr densidades superiores a 12,2 lbm3gal*&)41, +. $os sólidos perforados, las arcillas y la mayor!a delos demás aditivos de lodo están incluidos en la categor!a de$)& y son frecuentemente los 5nicos sólidos usados paraobtener densidades de hasta 12,2 lb3gal *&)61, +.El principal principio de todo equipo de remoción de sólidoses la separación de part!culas por diferencia de tamaños. Esimportante entender la manera en que los tamaños de las

part!culas contenidas en el lodo de perforación se clasifilos tipos de sólidos que corresponden a cada categor!a part!culas del lodo de perforación pueden variar de armuy pequeñas *menos de 13 7.022 de pulgada+ a recortgrandes *más de una pulgada+.

Tabla. 1Clasi(i)a)ión de sólidos de a)*erdo al ta!a+o

En un lodo de perforación, la viscosidad aum proporcionalmente al área superficial de los sólidos. Elsuperficial de todos los sólidos debe estar humectadmedida que la cantidad de l!quido disminuye debid

aumento del área superficial, la viscosidad del fluido aumy la eficiencia disminuye. $os sólidos coloidales producmayor!a de la viscosidad en los lodos de perforación, debeste aumento del área superficial. Por este motivo, el volude los sólidos coloidales contenidos en el lodo de perfordebe ser controlado por razones de econom!a y eficacia 8

En la actualidad los m"todos más comunes para el contrsólidos son%

• Dilución % $a dilución reduce la concentración desólidos perforados adicionando un volumen al lode perforación.

• Desplazamiento % Es la remoción o descarte

grandes cantidades de lodo por lodo nuevo optimas propiedades reológicas.• Piscinas de asentamiento (gravedad): Es l

separación de part!culas sólidas por efecto dgravedad, debido a la diferencia en la graveespec!fica de los sólidos y el l!quido. Dependetamaño de part!culas, gravedad espec!ficaviscosidad del lodo.

• Separacionmecanica % &eparación selectiva desólidos perforados del lodo por diferencias

PERFORACIÓN IISEMESTRE I - 2011


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tamaño y masa. /ay varios tipos de equipos loscuales son diseñados para operar eficientemente ba(ocondiciones especificas.

• Método de separación químico-mecánico: Estat"cnica es usada cuando la remoción mecánica no essuficiente y se requiere la adición de qu!micos paradicho proceso. En este caso se habla de floculaciónque es cuando los qu!micos son agregados paraformar flóculos que más adelante son removidosmecánicamente: y deshidratación que se refiere aremover sólidos coloidales y recuperar el agua re;usable seguido de centrifugación a una altavelocidad.

El ob(etivo del diseño de cualquier equipo de control de sólidoses alcanzar, paso a paso, la remoción progresiva de los sólidos perforados. Esto permite que cada equipo optimice eldesempeño del equipo siguiente, y además, el sistema debetener la habilidad para diferenciar entre los sólidos perforados yel valioso material densificantes. lgunos de los equipos para elcontrol de sólidos son%

• arandas % El desempeño de las zarandas determina laeficiencia total del equipo de control de sólidos. #n pobre desempeño aqu! no puede ser remediado mastarde. $a zaranda es el 5nico aparato removedor desólidos que hace una separación basado en el tamañof!sico de las part!culas. &u operación es función de lanorma de vibración, Dinámica de la aracter!sticas de las mallas, reolog!a del lodo*Especialmente Densidad y ono, $ongitud del >ilindro, Diámetro dela entrada de alimentación, Diámetro del v"rtice*underflo@+, onfigurados de la manera correcta. 8 9

Entre las pruebas para la determinación del contenidsólidos, están prueba de la retorta y la prueba conteniarena.

Equipos y Procesos.

'etorta$a retorta sirve para medir los vol5menes de agua

aceite y sólidos que contiene una muestra de lodo con agcomo fase contin5a. &e calienta la muestra de lodo, volumen conocido, para evaporar los componentes l!quidque luego se >ondensan y se recogen en un cilindrgraduado.

Figura 1 - E,*i'o de Retorta o !ini destiladora. Usado 'ara deter!inar e-'eri!ental!ente el 'or)enta e en /ol*!en de sólidos de *na !*estra

de lodo.


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Procedimiento:1. $impie y seque el ensambla(e de la retorta y el

condensador.. Aezcle muy bien la muestra de fluido,

-. $lene el cilindro de la retorta con lana de acero.0. >oloque un recipiente colector limpio y seco por

deba(o de la salida del condensador.7. Ponga en funcionamiento la retorta y espere 07

minutos, De(e que el recipiente colector de l!quidose enfr!e.

. $ea y registre el volumen total de l!quido, elvolumen de aceite y el volumen de agua en el

recipiente colector.B. pague la retorta. De(e enfriar antes de limpiar.

%ontenido de rena$a medida de sólidos en el campo está orientada a ladeterminación del contenido total de sólidos, del contenidode arena, y del contenido de arcillas benton!ticas en elfluido de perforación. Estos datos se pueden usar encon(unto con la densidad del lodo y el análisis de filtrado para el cálculo de las cantidades respectivas de bentonita, barita, y de sólidos de ba(a gravedad espec!fica presentes enel lodo.

Esta no es una prueba cuantitativa en la determinación

de alg5n sólido e cepto para las part!culas tamaño arena.

Figura 2 - E,*i'o *sado 'ara deter!inar e-'eri!ental!ente el )ontenidode arena en *n (l*ido de 'er(ora)ión

Procedimiento:1. $lenar un recipiente de vidrio hasta la primer

marca con una muestra de lodo.. ñadir agua fresca hasta la segunda marc

cubrir la boca del recipiente con el dedo pulgy sacudir vigorosamente.

-. olocar el embudo en la boca del recipiente dvidrio y lavar la arena rociando agua sobre lmalla.

. Permitir que la arena se precipite y registrar porcenta(e de arena por volumen, tomando lectura directamente del recipiente graduado8-9

Presentación de Datos y Resultados .

Tabla. 2Nota)ión de datos

V lodoi VolumendelodoiV a Volumen de aguaV b Volumen de benton

mlodoi Masade lodo ima Masade agua

mb Aasa de bentonitams Aasa de arena

ρlodoi Densidad delodoi ρa Densidad deagua ρb Densidad de bentonita ρba Densidad de baritaV ba


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mba Aasa de barita

t =iempoV F omportamiento deflu(o

K Hndice de consistencia

*actores de conversión usados:

1 litro = 0,2642 galones

1 Fann = 5,11 Dinascm2

= 1,065 lbm100 ft 2

1 lbm = 453,6 gramos

1 mm= 1,2598 (32 avos de pulgada )

*ormulas usadas:

m x= ma +mb *1+V x= V a+V b * +m= Vρ *-+V x ρ x= V a ρa+V b ρb *0+msc= [10 ( pH 2− 14 )− 10 ( pH 1− 14 )]∗ PM sc *7+

Lodo 1: Agua-bentonita

'equerimientos$os siguientes datos brindan las densidades de loscomponentes del lodo 1, y las caracter!sticas de densidad yvolumen del lodo 1 que se quiere realizar en laboratorio.

V lodo 1= 1,5 litros = 0,3963 galones ρlodo 1= 8,6 lbm /gal I ρm− Teorico

Datos:

ρb= 21,66 lbm /gal

ρa= 8,33 lbm /gal%álculos de los componentes del lodo +#sando los datos de laboratorio y las formulas * + tenemos el siguiente sistema de ecuaciones y sus solucion

8,33 V a +21,66 V b= 3,4082V a +V b= 0,3963

V a I 2,- - gal. I 1,0B2 lV b I 2,22 2 galones

#sando la formula *-+ encontramos la masa de la bentoni

mb= 0,1733 lbm= 78,86 gramos

s! obtenemos que para preparar el fluido de perforan5mero 1 en el laboratorio necesitamos B , gram bentonita y un volumen de agua de 10B2 cm-.

Datos medidos en la,oratoriomb= 78,86 0,01 gramosV a= 1470 5 cm

3

Lodo 2: Agua-Bentonita-PAC-Ba ita

'equerimientosntes de adicionar barita, se agregaron gramos de P >

disminuir las p"rdidas por filtrado.

El lodo se prepara tomando como base el lodagregándole un componente densificante como la barita, la siguiente información%

V lodo 2= 1,5 litros = 0,3963 galones

ρlodo 2= ρm− Teorico I 9,5 lbm / gal Datos:

ρlodo 1= 8,6 lbm /gal ρba= 35 lbm /gal


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%alculo de los componentes del lodo De la misma manera que se hizo para el lodo 1 se calculan lascantidades de lodo 1 y barita que se necesitan para obtener ellodo .

8,6 V lodo 1 +35 V ba= 3,7648V lodo 1 +V ba = 0,3963

V lodo 1 I 1,00J litrosV ba I 2,21-7galones

#sando la formula *-+ encontramos la masa de barita.

mba = 183,83 gramos

s! obtenemos que para preparar el fluido de perforaciónn5mero en el laboratorio necesitamos 1 -, - gramos de barita y un volumen de lodo 1 de 100Jcm-.

l lodo le medimos la densidad

Datos medidos en la,oratorio .V lodo 1= 1450 5 cm

3

mba = 183,83 0,01 gramos ρlodo 2= 9,4 0,1 lbm / gal

Lodo !: Agua-Bentonita-PAC-Ba ita-A ena

Para la preparación del lodo - se adicionó una masa de arenaequivalente al 7K de la masa total del lodo . Por tanto fuenecesario realizar los siguientes cálculos%

mlodo 2= ρlodo 2∗V lodo 2mlodo 2= 9,4∗0,3963 = 3,7252 lbm= 1689,76 gramos

s!%

ms= 0,05∗1689,76 = 84,49 gramos

Datos medidos en la,oratorioms= 84,49 0,01 gramos

En la =abla -. &e muestran los resultados obtenidos en elviscos!metro rotacional para el lodo -

Parámetros 'eológicos:

Tab"a# !Res*ltados de la 'r*e0a )on el

/is)os1!etro rota)ional del lodo 2

$*rev3min+

E%&ue 'o de (o te*Gann+

)00 J7!00 B2200 2100 07) 7! -

En la )ráfica 1. &e muestra la comparación entre los lodo- con respecto a sus propiedades reológicas

01000

2000

0100200300400500600

Lodo 3 Power (Lodo 3) Lodo 2

Power (Lodo 2)

Velocidad de corte (1/s)

Esfuerzo de corte (dina/cm^2)

Gráfica 1 3 Co!'ara)ión de la las 'ro'iedades reológi)as del lodo 4 y 2

>alculando teóricamente las propiedades reológicas del lotenemos%

μ p= ! 600− ! 300 = 25 cp

γ p= ! 300 − μ p= 45 lbf 100 ft 2

n= 3,32log 10(!

600! 300 )= 0,44

K =5,11 ∗! 300

5,11 n = 174,42 lbf

100 ft 2

$a fuerza gel medida en el laboratorio para el lodo - es de


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Fgel lodo 3= ¿ 127 lbf

100 ft 2

En la =abla 0. &e muestran los resultados obtenidos para la prueba de filtrado del lodo -

Tabla. 4DATOS OBTENIDOS DE LA PRUEBA DE FILTRACIÓN

DEL LODO 2t

5!in6 √ t 7ol*!en Filtrado 5)! 26

0 2,22 2, 2* , 0 0, 210 -,1 ,221* -, B 12,2220 0,0B 11, 22* 7,22 1-,77!0 7.0 10,J2

Espesor del caLeI 2,0 7 M 2,27 cmI 7, 7 M 2, - *- avos de pulgada+

En la )ráfica . &e muestra la comparación de la prueba defiltrado de los lodos y -.

2 4 60

2

4

6

8

10

12

14

16

f(x) = 3.11x - 2.02

f(x) = 0.9x - 0.19

Lodo 2 Linear (Lodo 2)


Volumen de ltrado (cm^3)

Gráfica 2 3 Co!'ara)ión de la )a'a)idad de (iltrado del lodo 4 y el lodo 2

Espesor del caLe del lodo % 2,1B M 2,27 cm

En la =abla 7. se presenta un resumen de las propiedadesmedidas y evaluadas a cada uno de los lodos preparados.

Tab"a# *PAR89ETROS REOLÓ#ICOS : DE FILTRADO

Lodo 2 Lodo !

μ p(cp ) -1 7

γ p[ lbf 100 ft 2] 0- 07n 2,7 2,00

K [ lbf 100 ft 2] 1 B 1B0,0 Fgel [ lbf 100 ft 2 B 127V F [cm

3 ] 0, 10,J2

Gm

[ 1

32 pulg

,10 7, 7

continuación, en la =abla . &e muestran los resulobtenidos para la prueba de la retorta.

Tabla. 6RESULTADOS DE LA PRUEBA DE LA RETORTA PARA EL LODO

+o"u,en de "a,ue%t a

12,2M2, m$

+o"u,en de" .uido ,2M2, m$

Pe%o de %/"ido% 2,J2M2,21 g

El porcenta(e de volumen de agua es igual al 2K*noaceite+, por lo tanto el porcenta(e de volumen de sólidos

#V s= 100 − #V $ = 20

Es importante calcular el porcenta(e en volumen de sóde ba(a y alta gravedad espec!fica * V %G& y V HG& +Para ello se encontrará primero el porcenta(e en volumsólidos suspendidos * V && +, mediante%

V &&= V &− V ' ( ( &

1680000 − 1.21 ( &)Debido a que no se adicionó ning5n tipo de sal, el val

( & *>oncentración de >loruros, mg3$+, se asume qigual a cero, entonces%

V &&= V &V &&= 20


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$a fracción de sólidos de ba(a gravedad espec!fica *V %G& + se calcula como%

f %G&= ρ$ f $ +(1− f $ ) ρ) − ρm

ρ) − ρ %G&en donde%

ρ) = ¿ 0.1J )ravedad espec!fica de la barita ρ %G&= ¿ . )ravedad espec!fica de sólidos de ba(a

gravedad ρmf = ¿ 1.2 )ravedad espec!fica del filtrado

*asumiendo agua fresca+

ρm= ¿ 1.1- )ravedad espec!fica del lodof $ = ¿ 2. Gracción de agua

l reemplazar y hacer los cálculos correspondientes, seobtiene que%

f %G&= 0.32

No tiene sentido obtener un porcenta(e de sólidos de ba(agravedad mayor al porcenta(e de sólidos suspendidos. Esto puede pasar debido a que la densidad de sólidos de ba(a gravedadasumida es muy alta. &in embargo, este valor se asume teniendoen cuenta que los sólidos de ba(a gravedad están compuestos por bentonita *).E. . + y arena *).E. apro imadamente .7+.Debido a esto, no vemos acertado asumir un valor diferente alsugerido por la literatura.

Prue,a de %ontenido de arenaPara llevar a cabo la prueba de contenido de arena, a nivel

de laboratorio, al lodo preparado se le agrego 7K en masa dearena

$a medición hecha con el equipo de contenido de arenaarro(o un volumen de arena del K.

Análisis de resultados.

Para analizar los efectos que tienen contaminantes como laarena en el desempeño del fluido, compararemos las propiedades reológicas y de filtrado para un lodo benton!ticocon barita y P > de J,0 lbm3gal de densidad *lodo +, con lasde un lodo similar, con 7K en peso de arena *lodo -+.

En la )ráfica 1 vemos que ambos lodos no presentan uncomportamiento lineal del esfuerzo de corte con respecto a lavelocidad de corte, es decir, la viscosidad disminuye a medidaque aumenta la velocidad de corte. Esto nos indica que los

fluidos son seudoplásticos, y que pueden modelarse por mde una ley de potencias.

$a =abla 7. muestra resumidas las propiedades observen cada uno de los lodos. on respecto a la &uerza gel , aumenta significativamen para el lodo con arena, como se muestra en la =abla 0e ceso de sólidos presentes en el lodo hace más dif!ci"ste recupere su fluencia despu"s del reposo.$as pérdidas por &iltrado y el espesor del ca.e aumentan en

lodo con arena. Esto se debe a que la presencia de "statiene un tamaño de part!cula mayor que los otros sólidos,que se forme un caLe compacto, poco permeable y delgad

=eniendo en cuenta que elcontenido de arena promedique puede tener un fluido de perforación varia de a -K puede decir que este resultado se a(usta a la tendencianterior da a entender que el fluido usado es un e(emplo lodo con contenido de arena tal, que permiten el adecdesarrollo de las funciones básicas de un fluido de perfora&i el contenido de sólidos es mayor se podr!an presdiversos problemas asociados principalmente concomportamiento reológico.

Comparación con datos de otra pruebaEn esta sección, se utilizaran datos obtenidos en

ensayo e perimental para contrastar los resultados de nu prueba. continuación se presentan los datos y resultobtenidos en la otra e periencia.

Tabla. 7DENSIDAD Y PARÁ ETR!S RE!"#GI$!S Y DE FI"TRAD! DE !TRA

PR%E&A


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Lodo (on a ena deot a ueba

Lodo !

ρlodo(lbmgal ) J, J,0 μ p(cp ) -7 7

γ p[ lbf 100 ft 2] B7 07n 2,02 2,00

K [ lbf 100 ft 2] J-,7 1B0,0 Fgel

[ lbf

100 ft 207 127

V F [cm3 ] 11,7 10,J2

Gm[ 132 pulg -,J1 7, 7

01000

2000

0100200300400500600700800

Prueba anexa Power (Prueba anexa)

Lodo 3 Power (Lodo 3)

Velocidad de corte (1/s)

Esfuerzo de corte (dina/cm̂ 2)

Gráfica ' 3 Co!'ara)ióndel )o!'orta!iento reológi)o 'ara lodos )onarena 'ara dos 'r*e0as di(erentes en el la0oratorio

2 4 60

5

10

15

20

Prueba anexa Linear (Prueba anexa)


Volumen de ltrado (cm^3)

Gráfica 43 Co!'ara)ión de 'erdidas 'or (iltrado 'ara lodos )on arena 'arados 'r*e0as di(erentes en el la0oratorio

De la =abla Bes posible observar que el fluido de la prueba tiene una mayor densidad, es decir, más contenidsólidos densificantes *'arita+ por lo cual su viscosidamayor que la del lodo -. El !ndice de comportamiento de es muy similar en ambos lodos, pero el !ndice de consistes mayor para el lodo de la otra prueba, lo cual es de espeya que este !ndice es similar a la viscosidad, y aumenta cincremento en la concentración de sólidos en el lodo. El pde cedencia del lodo de la otra prueba es mayor, ya qtener una mayor concentración de sólidos, requiere energ!a para iniciar su movimiento. Es de esperarse tamque al tener un lodo de mayor densidad, tenga mayor fuerque uno de menor densidad, sin embargo, si se compararesultados correspondientes a este parámetro en la tabla observa que sucede lo contrario, lo anterior puede debecausas de error en la medición, ya que para medir la fuerzse utiliza el viscos!metro rotando a muy ba(as revolucionminuto, además de la inestabilidad de la agu(a indicadebido, como se mencionó, a la presencia de arena efluido. =anto las p"rdidas por filtrado con el espesor del son menores en el lodo de la otra prueba. Esto puede pdebido a que la mayor concentración de barita, que tientamaño de part!cula más pequeño que la arena, permiformación de un caLe más compacto y menos permeable.En la )ráfica -, se observa que el comportamiento esfuerzo de corte con respecto a la velocidad de cortsimilar para ambos lodos, siguiendo un modelo de le potencias.

Causas de error

)eneralmente al iniciar el proceso de medición p"rdidas por filtrado, la presión no llega al ve acto de 122 psia, debido a la falta de precisión


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lectura del manómetro, y a la falta de relación dea(uste entre la válvula y el manómetro.

En las mediciones de volumen, el lodo se adhiere alas paredes de la probeta debido a su consistencia, por lo tanto el volumen calculado anal!ticamente nocoincide con los vol5menes utilizados en la práctica.

El 7K de sólidos que se agregaron, nocorrespondieron al porcenta(e obtenido mediante la prueba de contenido de arena * K+. Esto puededeberse a que probablemente la cantidad de arenaadicionada, no estaba repartida uniformemente en ellodo, por lo que es probable que al retirar la muestraque iba a ser analizada, "sta ten!a menor cantidad dearena. =ambi"n es probable, que se hayan perdido part!culas de arena en el proceso de adición de agua,con el fin de permitir retirar el lodo, y de(ar que lossólido se precipitaran

Conclusiones .

El primer paso en la reducción del volumen de residuosgenerado, por el proceso de perforación, es la eficienteremoción de los sólidos del lodo.$a prueba para la determinación del contenido de arenaque se realiza a un fluido de perforación, es básicamenteun parámetro que permite establecer los valores má imos ym!nimos permitidos de arena, de tal forma que esta nollegue a alterar las propiedades del fluido.$a e cesiva acumulación de arena en un fluido de perforación, además de crear problemas relacionados condaños a los diferentes dispositivos que hacen parte delsistema circulatorio, puede llevar a consideracioneserróneas en el diseño de parámetros reológicos ehidráulicos *como se evidenció en la variación del punto decedencia+.

Acti idades Complementarias

!. /0isten di&erentes con&iguraciones de equipos para el control de sólidos1 de acuerdo al tipo de &luidoutilizado1 si este es densi&icado o no 2uscar am,osesquemas 3 e0plíquelos

"odos no densi&icados % E isten 7 m"todos para remover sólidos perforados del lodo, los cuales fueron discutidos en elmarco teórico. En la Gigura -. se muestran los rangos de

tamaño de part!cula que pueden remover los equipotamizado *zaranda+ o de asentamiento forzado *hidrociccentr!fugas+ para lodos no densificados

$a zaranda siempre se aplica de primero en procesamiento del lodo proveniente del anular. $uegdisponen los hidrociclones, los cuales incrementan la ade la fuerza gravitacional sobre las part!culas y aceleracentamiento de "stas. Despu"s de pasar por los hidrocicl*desarenadores y desarcilladores+, el lodo pasa pocentr!fuga, que para lodos no densificados tiene uncontorneado en vez de cónico, para aumentar la longitutrayecto de las part!culas. Para remover arcillas activaadicionan floculantes. Despu"s de forman los flóculosarcillas pueden retirarse mecánicamente. Para remove

sólidos que no alcanzan a retirar los equipos mencionadutiliza la dilución. ntes de agregar el agua de dilucón descartarse un poco de lodo, ya que el espacioalmacenamiento en los tanques de lodo es limitadoadicionar agua cambia la densidad y contenido de qu!micel lodo, por lo que deben chequearse y adicionar los qu!mrequeridos para recuperar las propiedades deseadas. El agdilución debe agregarse antes de los hidrociclones aumentar la eficiencia de la separación. En la Gigura muestra un esquema del equipo de control de sólidos lodos base agua no densificados.

Figura ' 3 Rango de ta!a+o de 'art1)*las en lodos 0ase ag*a nodensi(i)ados


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Figura 4 -Es,*e!a del e,*i'o de )ontrol de sólidos 'ara lodos 0ase ag*ano densi(i)ados.

"odos densi&icados % $a adición de sólidos para aumentar ladensidad disminuye la cantidad de sólidos que puedentolerarse, por lo que debe hacerse el mayor esfuerzo posible para remover los sólidos antes de que se reduzca su tamaño de part!cula al rango de la barita PF * ; 2 Om+. En la Gigura 7.se muestra el rango de tamaños de part!cula presentes en unlodo base agua densificado, y el rango que traba(a cada uno delos equipos.

Nuevamente se dispone como primer equipo la zaranda.$os hidrociclones no pueden utilizarse para el control desólidos en lodos densificados, ya que sus puntos de corte caen

en el rango de tamaño de part!cula de la barita PF. &inembargo, "stos se usan en con(unto con un tamiz vibratorio*mud cleaner+ para aumentar la cantidad de lodo que puedetratar el sistema de control de sólidos.

El mud cleaner es más adecuado para lodos de densidadmoderada *por deba(o de 17 lbm3gal+, ya que cuando se tienendensidades mayores muchos de los sólidos gruesos semantienen en la corriente l!quida y salen por la parte superior de los hidrociclones, evitando pasar por el tamiz. En estoscasos, se emplean centr!fugas para separar las part!culas quecaen en el rango de tamaño de la barita de la corriente l!quidaque contiene sólidos e tremadamente finos. s! el lodo sesepara en dos corrientes, una de ba(a densidad *J,7 lbm3galapro .+ y una de alta densidad * -,2 lbm3gal apro .+. $acorriente de alta densidad se adiciona nuevamente al lodoactivo y la de ba(a densidad usualmente se desecha.

pro imadamente tres cuartos de la bentonita y los qu!micos presentes en el lodo se desechan en la corriente de ba(adensidad de la centr!fuga, por lo que deben adicionarse bentonita y qu!micos para evitar que las propiedades del lodocambien. >omo se descarta un poco de lodo, debe adicionarselodo nuevo para mantener el volumen constante, concantidades de barita, arcillas, qu!micos y agua determinadas

mediante un balance de materiales de acuerdo con propiedades requeridas.

En la figura . &e muestra el esquema del equipocontrol de sólidos de lodos base agua densificados.

Figura (- Rango de ta!a+o de 'art1)*las en lodos 0ase ag*a densi(i)ados

Figura 6 - Es,*e!a del e,*i'o de )ontrol de sólidos 'ara lodos 0ase ag*adensi(i)ados

". 4n&orme de lectura: /conomic %onsequences o& Poor Solids %ontrol

Es posible catalogar a los fluidos de perforación comoherramienta de grandes beneficios: debido a que gran pa


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un óptimo desempeño de un programa de perforación dependede las funciones del fluido a utilizar. #na de las utilidades dedichos fluidos de perforación es la remoción y transporte delos cortes a superficie, los cuales son retirados con la ayuda delos equipos de control de sólidos, tal remoción genera diversos beneficios como%

• Ainimizar daño a la formación• ?educir abrasión y corrosión.• Disminuir perdidas de circulación de fluidos• Ainimizar la pega de tuber!a• Ae(orar la tasa de penetración

Para lograr lo anterior, el documento sugiere tener en cuenta

dos parámetros% los problemas de costos y el rendimiento quegenera la remoción de los cortes *sólidos perforados+ en la perforación.

$os sólidos perforados disminuyen el rendimiento de la perforación, dicho hecho es relativamente conocido. El efectomás notable de los sólidos perforados es el de la generación deun aumento en el tiempo no productivo y problemas de costoscuando los cortes no son removidos del fluido de perforación.El procesamiento de todos los fluidos de perforación en lasuperficie consiste en la e tracción de los componentes nodeseados y la adición de productos beneficiosos.

$os sólidos se pueden determinar en un fluido de perforacióngracias a dos procedimientos% sólidos de retorta y laviscosidad plástica, generalmente ambas caracter!sticas suelenmedirse durante la perforación para monitorear y corregir elfuncionamiento del equipo de remoción de sólidos.

La eto ta: indica la cantidad total de sólidos.P ueba% Reo"/gi(a%% indican la viscosidad plástica del fluidode perforación que tiene una alta tasa de corte, dicho parámetro depende de tres factores generalizados%

1.


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#. 5n análisis de contenido de sólidos ('etorta) de unlodo ,ase agua de densidad +6 l,m7gal1 indica uncontenido de sólidos de 8 19 1 3 un contenido deaceite ; "a titulación de acul de metileno demuestras de lodo1 arcilla (,entonita) 3 sólidos

per&orados indica una %/% lodo de 6 meq7+;; m"1una %/% arcilla de +9 meq7+;; g1 3 una %/% s per& de +9meq7+;; d Determinar:

• "a &racción de volumen total de sólidos de ,aalculando se tiene%

V %G&= 0,625 (100,016 +103,97 − 192 )= 0,0749

Ginalmente la fracción del material densificante (V ) ) , scalcula usando la siguiente ecuación345:

V )= V

ss− V

%G&= 0,25

b. $a fracción de volumen de bentonita

>onociendo los siguientes valores, se procede a calcular fracción de volumen de bentonita.

< /)& I - .7;B.0J I 7.21KA$)&I *-.7+ *


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4# =Por qué se de,e mantener el valor de M2> constante mientras se per&ora?

>abe recordar que el valor de A'= cualifica la cantidad demateriales arcillosos presentes en el fluido de perforación, por lo tanto es de suma importancia mantener un valor constantede dicho parámetro para prevenir daños en las propiedadesreológicas del fluido de perforación : tomando como e(emplose puede analizar la perforación en un estrato de lutita, endicho caso un aumento en la cantidad de arcillas en el fluidode perforación podr!a incrementar considerablemente laviscosidad del fluido de perforación , gracias a esto , es posible observar una alteración de las propiedades requeridas para un desempeño má imo en el retiro de cortes.

$. =%uándo @a3 un aumento de M2>1 quéimplicaciones trae al sistema de control de sólidos?

&i se presenta un aumento en el A'=, posiblemente se est"generando un aumento de materiales arcillosos en el fluido de perforación, por lo tanto se pueden presentar problemas en losequipos centrifugadores retenedores de sólidos de ba(agravedad especifica, se requiere entonces básicamentemantener en optimo estado mecánico el funcionamiento dedichos componentes desarcilladores.

%iblio&raf'a.

315# >ursos de lodos A;F

325# >urso de control de sólidos, Pride >olombia

3!5#Aendoza >órdoba Q. , Pruebas y medidas básica para los fluidos de perforación.

345#)u!a de laboratorio fluidos de perforación, #nalmGacultad De Ainas.


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INFORME LAB 4( Arango , Giraldo , Castro, Hernandez , Lpez) Final (1)

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