PROCEDIMIENTOS DE ANÁLISIS Y PREPARACIÓN
DE FLUIDOS
INDICE:
1.- FLUIDO EMULSION
INVERSA.....................................................................
..... 1
2.-DESCRIPCIÓN DE LOS PRODUCTOS A
UTILIZAR......................................... 3
3.-
FORMULACION.................................................................
..................................4
4.-ORDEN DE
AGREGADO....................................................................
.................4
5.-ANÁLISIS QUE SE
REALIZAN....................................................................
........6
5.1.-
DENSIDAD....................................................................
....................................6
5.2.-VISCOSIDAD
MARSH.......................................................................
................7
5.3.REOLOGIAS...............................................................
........................................7
5.4.-
TIXOTROPÍA..................................................................
..................................8
5.5.-
RETORTA.....................................................................
.....................................9
5.6.-
ALCALINIDAD.................................................................
................................11
5.7.-
SALINIDAD...................................................................
...................................12
5.8.-ESTABILIDAD
ELECTRICA...................................................................
.........13
5.9.-FILTRADO ALTA PRESIÓN ALTA TEMPERATURA
(APAT).........................13
6.- FLUIDO Q'POLYMER INHIBIDO
HT.................................................................14
7.- FORMULACION DEL FLUIDO Q'POLYMER INHIBIDO
HT.............................17
8.- ORDEN DE
AGREGADO....................................................................
..............17
9.-ANÁLISIS QUE SE REALIZAN A ESTE
FLUIDO..............................................19
9.1.-ALCALINIDAD A LA FENOFTALEINA
(pf)......................................................19
9.2.-ALCALINIDAD AL NARANJA DE METILO
(mf)..............................................20
9.3.- ALCALINIDAD EN EL LODO ( pm
)...............................................................21
9.4.- ALCALINIDAD MÉTODO
P1/P2....................................................................22
9.5.-
CLORUROS....................................................................
...............................24
9.6.- DUREZA
(calcio)....................................................................
........................25
9.7.-PRUEBA DE AZUL DE METILENO ( MBT
)..................................................26
9.8.-
RETORTA.....................................................................
.................................27
9.9.-DETERMINACIÓN DE %
ARENA..................................................................28
9.10.-FILTRADO
API.........................................................................
....................29
9.11.-
REOLOGIA....................................................................
................................29
9.11.1.-
TIXOTROPIA..................................................................
............................30
9.12.-
MAGNESIO....................................................................
..............................31
9.13.- DENSIDAD DEL
LODO........................................................................
........31
9.14.-VISCOSIDAD DE BUDO
MARSH.................................................................32
9.15.-DETERMINACIÓN DEL
PH..........................................................................
.32 9.16.-DETERMINACIÓN DE
ALCALI.....................................................................3
3
9.17.- DETERMINACIÓN DE SÍLICE
...................................................................34
9.18.-
HUMECTACION.................................................................
...........................35
9.19.-
LUBRICIMETRO................................................................
............................36
9.19.1.-TEST DE
LUBRICIDAD..................................................................
............36
9.19.2.-TEST EXTREMA PRESION
(EP)...............................................................39
10.-FLUIDO EMULSIO DIRECTA Q'MUL
DIRECT................................................45
11.- FORMULACION DEL FLUIDO Q'MUL
DIRECT.............................................45
12.-ORDEN DE
AGREGADO....................................................................
.............46
13.-ANALISIS A
REALIZAR....................................................................
................46
14.-
DENSIDAD....................................................................
...................................46
1.-FLUIDO EMULSION INVERSA
Una emulsión es la dispersión de un líquido inmiscible en otro líquido y
generalmente el que se encuentra en menor proporción es la fase dispersa y
el de mayor proporción es la fase continua ó externa. Para formar una
emulsión se requiere la presencia de 3 componentes: aceite, agua, un agente
tensoactivo ó emulsificante y agitación mecánica.
2.-DESCRIPCIÓN DE LOS PRODUCTOS A UTILIZAR
un emulsificante primario QMUL 1 que es un ácido graso, agente
tensoactivo que tiene como función reducir la tensión superficial entre
las gotas de agua y el aceite, es decir un extremo de la molécula de
emulsificante tiene afinidad con el agua mientras que el resto de la
molécula tiene afinidad con el aceite, estabiliza la mezcla al ser
parcialmente soluble en agua y parcialmente soluble en aceite, debe
reaccionar con CAL para formar el jabón cálcico que actuara como
emulsificante
Un emulsificante secundario QMUL 11 que posee propiedades óleo-
humectantes, esta compuesto de sulfato de amidomina graso y surfactantes ,
ayuda a mantener el filtrado APAT libre de agua, mantiene alta la
estabilidad eléctrica.
Una arcilla Organofílica QMUL GEL (motmorollinita de sodio modificada) se
utiliza para incrementar la viscosidad y los esfuerzos de gel en sistemas
base aceite proveé una estructura de gel y viscosidad para la suspensión
de material densificante, también mejora la capacidad de limpieza del
agujero, mejora la calidad del enjarre y las características de filtración.
El Reductor de Filtrado QMUL LIG es un lignito amino tratado, es efectivo
y aplicable a todos los aditivos para lodos
Un alcalinizante como la CAL (Hidróxido de Calcio) ingrediente activo de la
cal apagada, que sirve como agente formador de jabones cálcicos, pero en
menos rendimiento y saponificación que el óxido de calcio. El sistema tiene
que permanecer alcalino para que funcione correctamente.
El CLORURO DE CALCIO que se utiliza en la preparación de la salmuera. Es
usado para mantener el contenido de ión calcio tal como lo requiere el
sistema, también se utiliza para balancear la actividad de la formación en
la fase salmuera en los sistemas de emulsión invertida. Cuando se mezcla
con agua, da lugar a una reacción exotérmica.
Un material densificante como la BARITA que es la que mayormente se
utiliza para dar peso en los fluidos emulsión inversa.
3.-FORMULACION
PARA UN FLUIDO RELACION 70/30, DENSIDAD DE 1.30 Y SALINIDAD DE 150,000 PPM.
"PRODUCTO "CONCENTRACION "UNIDADES "
"DIESEL "576.37 - 569 "LT/M3 "
"QMUL GEL "4-8 "KG/M3 "
"CAL "30-35 "KG/M3 "
"QMUL I "19-23 "LT/M3 "
"QMUL 11 "8-10 "LT/M3 "
"AGUA "247.02 - 242.35 "LT/M3 "
"CLORURO DE CALCIO "43.15 - 43.99 "KG/M3 "
"QMUL LIG "25 - 30 "KG/M3 "
"CARBONATO DE CALCIO FINO (*opcional) "10 "KG/M3 "
"CARBONATO DE CALCIO MEDIO (*opcional) "10 "KG/M3 "
"BARITA "440.29 "KG/M3 "
*Se recomienda que la salmuera se prepare por separado.
4.-ORDEN DE AGREGADO
Se recomienda seguir el siguiente orden en la preparación del Sistema
Q'VERT:
1.- DIESEL
2.- QMUL GEL
3.- CAL
4.- QMUL I
5.- QMUL 11
6.- SALMUERA
7.- QMUL LIG
8.- BARITA
Equipo de Protección personal:
-Bata de Laboratorio.
-Lentes de Seguridad
-Botas de Seguridad
-Guantes
Equipo:
Agitador Hamilton Beach (Agitador de navajas de ejes sencillos)
Jarra metálica de 2lts
Jeringa de Vidrio de 20cc.
Jeringa de Vidrio de 10cc.
Vaso de Precipitados de 600ml
Barra magnética Poligonal de 2X5/16
Agitador magnético stirrer Hot Plate.
Bolsa de Plástico
Cinta Masking tape
Balanza analítica
Probeta de vidrio de 500ml
Procedimientos:
En una Jarra metálica de 2Lts agregar la cantidad exacta de diesel,
agitar a una velocidad baja de 13,000 rpm.
De inmediato comenzar a agregar muy lentamente la arcilla organofílica
(Qmul Gel), agitar por 10 min a la misma velocidad de 13,000 rpm
Pasado este tiempo agregar muy lentamente la Cal agitando durante 7 min
en el Hamilton Beach a una velocidad media de 16,000 rpm.
Pasados 7 minutos agregar con jeringa de vidrio de 20 cc el
emulsificante primario (Qmul I), agitar por 5 minutos a la misma
velocidad.
Agregar con una jeringa de 10 cc el emulsificante secundario (Qmul II) y
agitar a 13,000 rpm durante 5 minutos.
Al mismo tiempo por separado comenzar a preparar la salmuera, utilizando un
vaso de precipitado de 500 ml, agregar el agua e introducirle una barra
magnética, lo suficientemente grande como para que mueva el Cloruro de
calcio, ponerlo sobre un agitador magnético y pesar la cantidad exacta
de Cloruro de Calcio y agregarla al vaso de precipitado que ya contiene el
agua, inmediatamente taparlo con una bolsa de plástico para que no se
evapore el agua y para que selle bien ajustarla con una cinta masking, una
vez disuelto el cloruro de calcio ya se puede apagar el agitador magnético
y sacar la barra magnética de la salmuera.
Al fluido que se esta preparando ya se le puede agregar la salmuera una
vez que ya pasaron los 7 minutos luego de haber agregado la Cal al
Hamilton Beach se le cambia la velocidad a 13,000 rpm, para empezar a
agregar la salmuera, agitar durante 5 min.
Luego agregar el reductor de filtrado (Qmul Lig) y subir la velocidad a
16,000 rpm, agitar a ésta velocidad durante 10 min.
Pasado los 10 min finalmente agregar la Barita de poco a poco, a una
velocidad de 16,000 rpm y cuando se haya terminado de agregar subir la
velocidad a 18,000 rpm durante 20-30 min.
5.-ANÁLISIS QUE SE REALIZAN A ESTE FLUIDO:
5.1.-DENSIDAD
5.2.-VISCOSIDAD MARSH
5.3.-REOLOGIAS
5.4.-RETORTA
5.5.-FILTRADO ALTA PRESIÓN ALTA TEMPERATURA
5.6.-ALCALINIDAD
5.7.-SALINIDAD
5.8.-ESTABILIDAD ELECTRICA
5.1-DENSIDAD:
Es un método para determinar el peso de un volumen dado de un líquido. El
peso del lodo puede expresarse en libras por galón (lb/gal), libras por pie
cúbico (lb/ft3) y gramos por centímetro cúbico (g/cm3).
Equipo
-Balanza para lodos
Procedimientos:
1.-coloque el estuche de la balanza sobre una mesa o superficie nivelada
2.-Abra el estuche y verifique que la balaza este completamente limpia y
seca
3.-Lene la copa de la balanza con el fluido hasta el tope y lentamente
asentar la tapa con un movimiento giratorio firme. Parte del fluido será
expulsado a través del orificio en la tapa indicando que el recipiente
esta lleno.
4.- Colocar el pulgar sobre el orificio en la cubierta y lavar o limpiar
todo el lodo en el exterior de la balaza.
5.- colocar la balaza sobre el soporte en la caja, el punto de apoyo en
forma de cuchilla encaja en la ranura de la base y el caballete móvil se
utiliza para mover el brazo, el brazo esta en equilibrio cuando la burbuja
se encuentra en el centro del nivel.
6.- La Densidad de la muestra se lee al borde del caballete (Todas las
balazas traen una flecha indicadora para la lectura).
7.- Lavar o limpiar perfectamente la balaza .
5.2.-VISCOSIDAD DE BUDO MARSH
Dispositivo muy simple que indica la viscosidad rutinariamente
Equipo:
-Embudo Marsh
-Jarra para Viscosidad Marsh
Procedimientos:
1.- Agitar la muestra en el Hamilton Beach por 5 minutos
2.-Cubrir el orificio del embudo con un dedo y llenar el embudo con el
lodo agitado a nivel del lado inferior del tamiz . El lodo deberá vertirse
a través del tamiz de malla 12 para asegurarse que el orificio de 3/16 in
no será taponado por materiales sólidos de mayor tamaño.
3.-Quite el dedo y accione el cronometro. Mide el tiempo de llenado de la
Jarra para viscosidad Marsh hasta la marca de 940cm3 (un cuarto de galón)
4.- La viscosidad Marsh se mide en seg/qt
CALIBRACIÓN.
El embudo Marsh es calibrado para un flujo de salida de 946cm3 (un cuarto
de galón) de agua fresca a una temperatura de 21°C +/- 3°C en 26 +/- 0.5
segundos, como receptáculo utilice un recipiente graduado.
5.3.-REOLOGÍAS.-
Para determinar las reologías se utilizan viscosímetros que son
instrumentos de rotación impulsados por un motor eléctrico y por una
manivela manual. El fluido de perforación queda contenido en el espacio
anular entre los 2 cilindros concéntricos. El cilindro exterior o manga de
la báscula se maneja a una velocidad de rotación constante (r.p.m.) la
rotación de la manga del vastago en el fluido produce una fuerza de
torsión sobre el cilindro interno. Un resorte de torsión restringe el
movimiento de la lenteja y un dial adherido a la lenteja indica el
desplazamiento de la misma. Las constante s de los instrumentos se han
ajustado de manera que la viscosidad plástica y el punto cedente se
obtengan al utilizar lecturas de la manga del vastago a velocidades de 300
rpm y 600 rpm.
Equipo:
-Viscosímetro.
-Chaqueta de calentamiento
Procedimientos:
1.-Agite el lodo por 5 minutos en el Hamilton beach
2.-Coloque la muestra en el vaso del viscosímetro fann y calientela en la
chaqueta de calentamiento o thermocopa
3 sumerja la camisa rotatoria en la muestra de lodo hasta la marca
indicada
4.-Con la camisa rotando a 600 rpm, espere que la temperatura llegue a
150°F , e inmediatamente registre la lectura del Dial a 600 rpm
5-cambie la rotación a 300 rpm, espere a que se estabilice la lectura a
300rpm y registre la lectura del Dial
Viscosidad aparente: Viscosidad que parece tener el fluido en un
instrumento dado y una tasa definida de corte.
Va (cp)= L600/2
Viscosidad Plástica: Resistencia al flujo causada por fricción mecánica y
esta principalmente afectada por los siguientes factores.
1).- Concentración de sólidos.
2).- Tamaño y forma de las partículas sólidas.
3),- Viscosidad de la fase líquida.
Va (cp)= L600-L300
Punto Cedente: Resistencia al flujo debido a las fuerzas de atracción que
existen entre las partículas o sólidos en suspensión, en condiciones
dinámicas.
Yp (Lb/100ft2) = L300-Vp
5.4.-TIXOTROPIA
equipo
- viscosimetro rotacional fann 35 o equivalente.
- termómetro de 0 - 105 ºc ( 32 - 220 ºf ).
- reloj cronometro.
Procedimientos:
1.-Agite la muestra por 10 segundos a alta velocidad (600rpm) y permita al
fluido permanecer en reposos por 10 segundos, pasado este tiempo leer a
3rpm. La lectura máxima obtenida es el gel a 10segundos en lb/100ft2
2.-Agite nuevamente la muestra por 10 segundos a alta velocidad (600rpm) y
permita al fluido permanecer en reposos por 10 minutos, pasado este tiempo
leer a 3rpm. La lectura máxima obtenida es el gel a 10 minutos en
lb/100ft2
Determinaciónes
gel. a 0 min. = lectura a 3 rpm [
lb / 100 f t2 ]
gel a 10 min. = lectura a 3 rpm [ lb
/ 100 f t2 ]
5.5.-RETORTA:
El conocimiento del contenido de agua, aceite y sólidos es fundamental
para el control apropiado de las propiedades tales como: la proporción de
agua/aceite, la reología la densidad, la filtración y la salinidad de la
fase acuosa. El conocimiento de los sólidos en un lodo base aceite es
esencial para la evaluación del equipo de control de sólidos.
En esta prueba se calienta un volumen determinado de lodos a base aceite
en un instrumento de retorta para vaporizar los componentes líquidos.
Estos vapores se condensan y se recolectan en un recipiente graduado de
precisión.
Equipo:
- retorta de 10cc
- grasa lubricante
- probeta del volumen de la celda
Procedimientos:
1.-Agite el lodo por 5 minutos en el Hamilton beach
2.-asegurese que la celda de muestra, el condensador, y la probeta esten
limpios y secos antes de usarse.
*El interior de la celda de muestra deberá llenarse con 10cm3 de lodo
hasta el tope y lentamente asentar la tapa con un movimiento giratorio
firme. Parte del fluido será expulsado a través del orificio en la tapa
indicando que el recipiente esta lleno, limpie la superficie con un trapo,
asegurese de aplicar una película de silicona resistente altas
temperaturas, enroscar con la cámara de arriba de la celda (que deberás
haber empacado con lana de acero)
2.-Verifique que el condensador este perfectamente limpio (para ello haga
pasar una tira de cola de rata de 15cms de largo de lado a lado del
condensador
3.-Enroscar la celda con el condensador
4.- Coloque la celda con su condensador en la cámara de la retorta
5.-Coloque una probeta limpia y seca en el tubo de descarga del
condensador, agregue 1 gota de agente humectante (para facilitar
visibilidad en la separación de las gotas de agua y petróleo)
6.- Caliente la retorta y observe la caída del líquido del condensador.
7.- proceda a leer el destilado de la siguiente manera.
vol. de agua - es la parte liquida cristalina localizada en la parte
inferior de la probeta.
vol. de aceite - es la parte liquida opaca o turbia localizada en la
parte superior de la fase liquida de la probeta.
vol. de sólidos - es la parte vacía, es decir, la parte superior de la
probeta.
cálculos.
% de aceite = volumen de aceite, cm3 . x 100
volumen de la muestra,
cm3
% de agua = ( volumen de agua, cm3 ) . x 100
volumen de la muestra,
cm3
% de sólidos = 100 - ( % aceite + % agua )
relación aceite / agua = se determina la relación
entre el
% de aceite y % de agua
pero de
de la fracción liquida.
% de aceite de la frac. liq. = volumen de aceite, cm3 . x
100
volumen de la frac. liq. cm3
% de agua de la frac. liq. = volumen de agua , cm3 . x
100
volumen de la frac. liq. cm3
5.6.-ALCALINIDAD:
Es un método de titulación que mide el volumen de ácido estándar requerido
para entrar en reacción con los materiales (básicos ) alcalinos de una
muestra de lodo base aceite. El valor de alcalinidad se utiliza para
calcular en libras por barril el exceso de cal que no ha reaccionado en un
lodo a base de aceite. Los materiales con excesiva alcalinidad como la cal
ayuda a estabilizar la emulsión y a neutralizar el dióxido de carbono o
los gases ácidos de sulfuro de hidrógeno.
Equipo
- Matraz Erlenmeyer de 500ml
- Agua destilada
- indicador cromato de potasio
- Indicador Fenolftaleina
- Nitrato de plata 0.028 N.
- Ácido Sulfúrico 0.1N
Procedimientos:
1.- tome con una jeringa un volumen de 3 ml. de lodo, deslizando el embolo
de la jeringa para sacar las burbujas de aire hasta dejar 2 ml. de lodo en
la jeringa, se depositara en un Matraz Erlen meyer de 500ml 1 ml. de
lodo. al deslizar el embolo de la lectura de 2 ml. hasta la lectura de 1
ml.
2.-agregarle 50 ml. de alcohol isopropílico-xileno (Mezcla 50:50) y agitar
vigorosamente, para romper la emulsión durante 3 minutos hasta observar
los sólidos del lodo disgregados en la solución.
3.- Agregar directamente sobre la muestra 100 ml. de agua destilada y
agitar nuevamente durante 2 minutos.
4.- Agregar 8-14 gotas de indicador fenolftaleina y titular con ácido
sulfúrico 0.1 N, hasta que desaparezca el color rosa de la muestra anotando
el gasto de ácido que será la alcalinidad para reportar.
5.-El exceso de cal se reportará en kg/m3 y es el resultado de la
alcalinidad *1.3 reportado en Lb/bbl, para que el resultado nos de
exactamente en Kg/m3 hay que multiplicar por 2.85.
Por ejemplo:
Alcalinidad = 5
Alcalinidad en Kg/m3= 5*2.853*1.3
Alcalinidad en Kg/m3= 18.54 Kg/m3
5.7.- SALINIDAD.
Es un método de titulación que mide el volumen estándar de nitrato de
plata requerido para entrar en reacción con los iones de cloruro (y otros
haluros) para formar sales de cloruro de plata insoluble (o haluro de
plata). En los procedimientos de las pruebas se puede utilizar la misma
muestra que se utilizo para la prueba de alcalinidad, siempre y cuando la
muestra sea acídica (pH menor a 7.0). El valor de cloruro registrado en
todo el lodo puede ser asignado a la fase acuosa hasta el punto de
saturación. La concentración de sales solubles en agua se encuentra en una
relación directa con la efectividad con la que el lodo controla la lutita
durante la "actividad de la fase acuosa". El valor de la salinidad en la
fase acuosa es necesaria para ajustar el valor del agua de retorta para
obtener el valor correcto de la cantidad de sólidos para el lodo a base de
aceite.
Equipo
- Muestra anterior de alcalinidad
- indicador cromato de potasio
- Nitrato de plata 0.028 N.
Procedimientos:
1.- A la muestra anterior agregar 15-18 gotas de cromato de potasio
2.-titular con nitrato de plata 0.028 N ( 1 : 1000 ) hasta que se
observe el vire de amarillo a rojo ladrillo apuntando el gasto obtenido de
nitrato de plata en ml.
% en peso de CaCl2 = Vol ( AgNO3
) x 15.65x 100
Vol ( AgN03 ) x 15.65 +
( fracc. agua x1000 )
ppm de CaCl2= % en peso de CaCl2 *10,000
5.8.- Estabilidad Eléctrica ( Emulsión )
La estabilidad eléctrica es una propiedad relacionada a la estabilidad de
la emulsión y su capacidad de mojarse con el aceite. La estabilidad
eléctrica se determina aplicando una señal sinosoidal, conectada por una
rampa de a 2 electrodos planos paralelos inmersos en el lodo. La corriente
resultante permanece baja hasta que se alcanza un voltaje umbral, donde la
corriente aumenta rápidamente.
equipo
- probador de emulsión (Emulsión Tester)
- recipiente plástico
- thermocopa
- termómetro de 0 - 105ºC ( 32 - 220ºF)
- verifique la calibración del equipo, de acuerdo a las instrucciones del
fabricante.
Procedimientos:
1.- Coloque la muestra en la thermocopa y caliente hasta alcanzar la
temperatura de 120ºF ( 49ºC ), y deposítela en el recipiente plástico o de
cualquier otro material, pero que no sea metálico.
2.- Asegúrese de que el electrodo este limpio, y proceda a sumergirlo
dentro del lodo y agite manual y ligeramente durante 10 segundos para
asegurar una temperatura uniforme.
3.- De acuerdo a las instrucciones del aparato, proceda a hacer la lectura
sin mover el electrodo durante la lectura repita la prueba en la misma
muestra las lecturas no deberán de diferir en mas de un 5 % , de ser de
otra forma, el probador o el electrodo esta funcionando mal..
4.- Reporte el promedio de las dos lecturas, como la estabilidad eléctrica
del lodo y las unidades son volts.
5.9.-FILTRADO ALTA PRESIÓN ALTA TEMPERATURA (APAT)
El comportamiento de la filtración y las propiedades de recubrimiento de
las paredes de un lodo de perforación son fundamentales para el
tratamiento y control de un lodo, así como también lo son las
características del filtrado, tales como el aceite, el agua o el contenido
de emulsión.
Las características de la filtración de un lodo base aceite son afectadas
por la cantidad, el tipo y el tamaño de las partículas sólidas y el agua
emulsionada contenida en el fluido, así como las propiedades de la fase
líquida. La interacción de los diferentes componentes puede ser
influenciada por la temperatura y la presión.
Equipo
- filtro prensa alta temperatura alta presión completo
- probetas graduadas
- termómetros 50 - 300 º f
- papel filtro whatman no. 50 o equivalente.
- reloj cronometro
Procedimientos:
1.- Conecte a la corriente eléctrica la chaqueta y ajuste el termostato
para que alcance una temperatura de 10 º f por encima de la deseada.
2.- agite el lodo por 5 minutos en el agitador, y deposite el lodo en la
celda dejando cuando menos una pulgada de espacio, por la expansión del
lodo.
3.- instale el papel filtro y proceda a colocar la tapa cuidando que la
válvula de vapor no este cerrada y asi evitar que los empaques se dañen,
asegure la tapa atornillando los prisioneros firmemente y cierre la válvula
de vapor.
4.- coloque la celda en la chaqueta e instale el colector y el cabezal con
sus respectivos pasadores de seguridad, asegurándose de que las cargas de
CO2 sean nuevas.
5.- Aplicar 100 psi a ambas unidades de presión y abrir la válvula
superior ¼ de vuelta en dirección contraria a las manecillas del reloj.
6.-una vez que la celda alcanzo la temperatura de 300 º f, regule en el
cabezal una presión de 600 psi y abra la válvula inferior 1/4 de vuelta en
dirección contraria a las manecillas del reloj, a partir de ese momento
mantenga las mismas condiciones de presión y temperatura por 30 minutos. Si
la contrapresión se incrementa arriba de 100psi durante la prueba,
cuidadosamente reduzca la presión purgando una porción del filtrado.
7.-Pasado los 30 minutos cierre ambas válvulas de aguja de la celda,
inmediatamente coloque una probeta a la salida del colector y deje salir el
filtrado, hasta que salga únicamente gas, y descargue la presión del
regulador del colector.
8.- corrija el volumen de filtrado a reportar de ser necesario, si el área
del papel filtro es de 3.5 pulgadas cuadradas, el volumen a reportar se
multiplica por 2. no así, si el área del papel filtro es de 7.1 pulgadas
cuadradas, en este caso no se hace corrección alguna.
9.- se recomienda dejar enfriar la celda antes de aliviar la presión ,
sacar el lodo y medir el enjarre para reportarlo en mm.
10- limpie el equipo y recuerde verter los residuos en las presas de lodo y
asi evitar cualquier tipo de contaminacion.
6.-FLUIDO Q'POLYMER INHIBIDO HT
QMAX México, tratando de establecer que beneficie a PEMEX y al entorno
ecológico, en la perforación de pozos en la búsqueda de hidrocarburos se
dedico a efectuar un estudio durante un largo periodo, analizando muestras
de formación obtenidas de núcleos de los campos, profundizando en la
formulación de fluidos altamente ecológicos, sobre todo que tengan una
inhibición apropiada hacia la formación y que la interacción del fluido
hacia la roca sea optima.
Buscando erradicar los sistemas base aceite que son altamente contaminantes
al medio ambiente, ya que el contenido de cloruro de calcio en el fluido
actúa mas drásticamente en comparación de iones como sodio o potasio, pues
el calcio genera una presión osmótica mayor en las rocas que los otros
iones, provocando la deshidratación de la arcilla, sin lograr tener una
actividad química apropiada en la roca, lo cual provoca inestabilidad del
agujero. Además los sistemas base aceite repercuten en otros factores que
ocasionan altos costos a la empresa.
Por eso QMAX, hoy día presenta una alternativa para perforar un pozo con un
fluido base agua inhibido, el cual varía en su formulación al momento de
entrar en la zona de presión anormal, asi también se tiene un fluido para
alta temperatura aplicable en el último intervalo, los fluidos de QMAX son
altamente ecológicos, por tratarse de productos que no son dañinos al medio
ambiente, por tal motivo se puede emplear los recortes relleno o
disponerlos para tratamiento en suelos como dispersantes.
Después de analizar detenidamente los pozos de correlación, llegamos a la
determinación que todos los problemas de resistencia , gasificaciones y
pérdidas hacia la formación fueron posible corregirlos a tiempo, manejando
parámetros como la presión de poro que nos da una pauta a seguir muy
satisfactoria de que densidad manejar por que cuando se presentaban las
resistencias decidían aumentar la densidad y como consecuencia se
manifestaba la pérdida de circulación por sobrepasar el gradiente de
fractura.
QMAX tratando que PEMEX logre tener siempre las mejores soluciones en
cuestión de estos problemas y habiendo estudiado detenidamente el campo en
estudio, llegó a la conclusión de proponer un sistema a base de Nitrato de
Potasio y Silicato de Sodio, para perforación del pozo en todos sus
intervalos. El utilizar un fluido denominado Q'POLYMER INHIBIDO HT, en
lugar de utilizar un fluido base aceite, proporcionará el camino a una
exitosa perforación, teniendo un buen control en las presiones de poro y
gradiente de fractura, manejando una densidad correcta para el intervalo.
Como todo fluido base agua, los lodos inhibidos son fáciles de manejar y
mantener en sus propiedades físico-químicas, siempre y cuando se tenga un
buen control de sólidos para evitar hacer diluciones, que nos llevaría a
una inestabilidad de las concentraciones del fluido, además el costo por
remediación se reduce porque los productos que se usan en el sistema no
son tóxicos.
El fluido Q'POLYMER INHIBIDO HT es un sistema apropiado y compatible las
formaciones que se perforan en el oligoceno y mioceno, después de pruebas
efectuadas a núcleos de la zona, se determino que este tipo de fluidos
reúne las exigencias de la formación a perforar.
Además la experiencia de haber participado en la perforación de gran
cantidad de pozos en Cánada y Ecuador principalmente, tenemos plena
convicción que se evitaran los problemas que han hecho caraterísticos en la
zona, aun utilizando fluidos base aceite, para poder perforar la etapa de
las lutitas activas y zona de alta presión.
El fluido Q'Polymer inhibido HT es un fluido capaz de mantener sus
propiedades en un rango óptimo cuando sufra alguna contaminación, por
ejemplo gases amargos (CO2, H2S), esto basado en la experiencia de campo
que se tiene en otros paises con formaciones similares a las encontradas en
México.
En este sistema el concepto utilizado es inhibición iónica y el elemento
utilizado como inhibidor de arcillas es el nitrato de Potasio El nitrato de
Potasio tiene dos elementos constitutivos que coadyudan en la floración y
generación de frutas (N 16% y K2O 46%) elementos que son asimilados por
los vegetales en cualquier sistema viviente.
El inhibidor Nitrato de Potasio es un producto utilizado en la agricultura
como fertilizante. En sus características tenemos que es un polvo fino de
color blanco, soluble 100% en agua en un amplio rango de temperaturas. Es
un producto en base a fuente de potasio libres de ión cloruro (Cl-) por
consiguiente este producto no efectúa ninguna transformación en los suelos,
asi como tampoco no causa acidificación y proporciona nitrógeno al suelo,
por esto el nitrato de potasio que utilizamos en el sistema Q'polymer
inhibido na causa ningún daño al medio ambiente.
El ión potasio cuando se lo usa en la concentración adecuada es un poderoso
inhibidor de absorción de agua por lutitas. Este interactúa con las
arcillas tales como la illinita o mormorillonita, baja la energía de
hidratación y reduce su inchamiento.
En las mormorillonitalos iones de balance son usualmente iones el sodio y
el calcio, las capas vecinas no se mantienen juntas y el agua penetra a
través de las capas, interactúa con la superficie y los cationes, causando
la expansión o inchamiento.
Las lutitas, pizarras, o enquistos presentes en algunas formaciones del
oriente son sensibles al agua y causan grandes problemas que resultan
caros y malogran el propósito de perforar un pozo.
La hidratación o absorción del agua por las arcillas pueden generar
problemas de perforación tales como la inestabilidad del pozo, pegadura de
tubería, relleno de pozo, resistencia a la rotación, arrastre y genera
además un exceso de sólidos no deseado en el fluido de perforación.
La aplicación de un fluido Qpolymer inhibido reduce los costos de
perforación y el daño a la formación esencialmente
El sistema Qpolymer Inhibido tiene un inhibidor para evitar la
hidratación de las lutitas activas que comprenden la parte de concepción
superior e inferior para lograr el equilibrio con la formación.
Se maneja una concentración baja de arcilla comercial para tener un mínimo
de sólidos agregados en su preparación inicial, por consiguiente se tendrá
un bajo MBT. Máximo de 30kg/m3. Manteniendo bajos los sólidos se tiene
bajas pérdidas de presión, utilizando una lectura de 3 r.p.m. en un valor
de 4- lb/100ft2 por consiguiente se dispondrá de una buena capacidad de
limpieza, sin tener que aumentar el caudal de la bomba.
Este sistema también incluye el Silicato de sodio líquido, que es una sal
inorgánica de sodio cuya formula es Na2OxSiO2 + H2Oy se le conoce también
como: agua de vidrio, vidrio soluble o silicato de soda.
Sus componentes son del 26 @ 65% de silicato de sodio y del 55 @ 74% de
agua soluble en agua 100% su pH es de 11 @ 12, no es explosivo, no provoca
daño alguno al medio ambiente
Este producto también es utilizado en la agricultura como un fertilizante
de las plantas, las cuales, sus frutos son para el consumo humano.
7.- FORMULACION DEL FLUIDO Q'POLYMER INHIBIDO HT.
"PRODUCTO "CONCENT. "UNIDAD "
"Agua "800.62 "cc/lt "
"XCD Polimer "2-5 "gr/lt "
"Pac LV "5 "gr/lt "
"Starpak "7-10 "gr/lt "
"Qlube 100 "10 "cc/lt "
"Soltex "5-15 "gr/lt "
"Monoetanolamina. "10 "cc/lt "
"Sosa Cáustica "0.75 "gr/lt "
"QM-11 "100-200 "cc/lt "
"QNK "50-70 "gr/lt "
"Barita "* "gr/lt "
"Densidad inicial "1.09 "gr/cc "
"Densidad final "*Según prueba "gr/cc "
8.- ORDEN DE AGREGADO:
Equipo de Protección personal:
-Bata de Laboratorio.
-Lentes de Seguridad
-Botas de Seguridad
-Guantes
Equipo:
Agitador Hamilton Beach (Agitador de navajas de ejes sencillos)
Jarra metálica de 2lts
Jeringa de Vidrio de 10cc.
Probeta de vidrio de 200ml
Probeta de vidrio de 500ml
Balanza analítica
En un vaso metálico de 2 lts agregar la cantidad exacta de agua, agitar a
una velocidad baja de 13,000 rpm, en el Hamilton Beach durante 5min.
Agregar el QNK y agitar por 5 min en el Hamilton Beach a una velocidad
de 16,000 rpm.
Agregar el QM-11 y agitar por 5 min en el Hamilton Beach a una velocidad
de 16,000 rpm.
De inmediato comenzar a agregar muy lentamente el XCD polymer y Agitar
en el Hamilton Beach, por 10 min a la misma velocidad de 13,000 rpm
Pasado los 10 min agregar el Pac LV muy lentamente y al mismo tiempo
agite de 5-7 min. en el Hamilton Beach a 13,000 rpm.
Agregar el Starpak muy lentamente y agite por 5 min en el Hamilton
Beach a una velocidad de 16,000 rpm.
Agregar el QLube 100 con la Jeringa de Vidrio y agite por 5 min en el
Hamilton Beach a una velocidad de 16,000 rpm.
Agregar el Soltex y agite por 10 min en el Hamilton Beach a una
velocidad de 16,000 rpm.
Una vez que han terminado los 10 min de agitación del Soltex se baja la
jarra Metálica del agitador Hamilton Beach y con una espátula grande se
raspan las paredes de la Jarra metálica para remover los productos
adheridos a las paredes y que no se están incorporando adecuadamente,
luego colocar la Jarra metálica nuevamente en el Agitador Hamilton Beach
a la velocidad anterior para reincorporar los residuos raspados
anteriormente por un tiempo de agitación de 3 min.
Agregar la Monoetanolamina con la jeringa de vidrio y agitar por 5 min
en el Hamilton Beach a 13,000 rpm.
Agregar la Sosa Cáustica y agitar por 5 min en el Hamilton Beach a una
velocidad de 13,000 rpm.
Finalmente agregar la Barita y agitar por 30 min en el Hamilton Beach a
una velocidad de 18,000 rpm.
9.-ANÁLISIS QUE SE REALIZAN A ESTE FLUIDO:
9.1.-ALCALINIDAD A LA FENOFTALEINA (pf)
9.2.-ALCALINIDAD AL NARANJA DE METILO (mf)
9.3.- ALCALINIDAD EN EL LODO ( pm )
9.4.- ALCALINIDAD MÉTODO P1/P2
9.5.- CLORUROS
9.6.- DUREZA (calcio)
9.7.-PRUEBA DE AZUL DE METILENO ( MBT )
9.8.- RETORTA
9.9.-DETERMINACIÓN DE % ARENA.
9.10.-FILTRADO API.
9.11.-REOLOGIA.
9.11.1.-TIXOTROPIA
9.12.- MAGNESIO
9.13.- DENSIDAD DEL LODO
9.14.-VISCOSIDAD DE BUDO MARSH
9.15.-DETERMINACIÓN DEL PH
9.16.-DETERMINACIÓN DE ALCALI
9.17.- DETERMINACIÓN DE SÍLICE
9.18.-HUMECTACION
9.19.-LUBRICIMETRO
9.19.1.-TEST DE LUBRICIDAD
9.19.2.-TEST EXTREMA PRESION (EP)
9.1.-ALCALINIDAD A LA FENOFTALEINA (pf)
Equipo
- Cápsula de titulación.
- Fenolftaleina.
- Acido sulfúrico 0.1 N (Solo para Lodos con silicato)
Procedimientos:
1. - Deposite 1 ml de filtrado en una cápsula de titulación y gregue de 3-
4 gotas de indicador de fenolftaleina esta mezcla tomara una coloración
rosa o guinda
2.- Titule con ácido sulfúrico 0.1N agitando hasta que desaparezca el
color rosa
3.- El gasto obtenido de ácido es el valor de la alcalinidad a la
fenolftaleina.
9.2.-ALCALINIDAD AL NARANJA DE METILO (mf)
Equipo
- Cápsula de titulación.
- Anaranjado de metilo.
- Acido sulfúrico 0.1N (Solo para Lodos con silicato)
Procedimientos:
1.- A la solución de la determinación anterior, agregue unas 3-4 gotas de
indicador de anaranjado de metilo, la solución tomara un color amarillento
2.- Titule con ácido sulfúrico 0.1N y cuando la solución cambie a rosa
canela anote el gasto de ácido como discriminante ( D )
3.-La alcalinidad al naranja de metilo se calcula con la siguiente formula
mf = D + pf
la alcalinidad pf es el numero de c.c . de ácido sulfúrico 0.02 n
necesario para reducir el ph de un c.c. de filtrado a 8.3, el cuales el
punto de vire de la fenolftaleina ( de rojo a claro ). el mf o
alcalinidad total es el volumen necesario de ácido sulfúrico para bajar el
ph del filtrado hasta 4.3 el cual es el punto de vire del anaranjado de
metilo.
el método de alcalinidad total es un método de campo para determinar la
cantidad relativa de hidróxidos, carbonatos y bicarbonatos presentes en el
sistema. y deberá recordarse que son determinados en el filtrado.
como regla general para valores de mf mayores de 5c.c. indican
cantidades excesivas de carbonatos en el lodo.
las siguientes ecuaciones permiten conocer los mg/lt. o ppm de hidróxidos
bicarbonatos o carbonatos.
"RESULTADO "CALCULOS "
"SI Pf = Mf (SOLO HAY OH ) "Pf x 340 = Mg /Lt OH "
"SI 2 Pf - Mf ES POSITIVO "2Pf - Mf ) x 340 = Mg / Lt OH "
"(HAY OH Y CO3 ) "[ 2 ( Mf - Pf ) ] x 600 = Mg / Lt"
" "CO3 "
"SI 2 Pf = Mf ( SOLO HAY CO3 ) "Mf x 600 = Mg / Lt CO3 "
"SI 2 Pf - Mf ES NEGATIVO "2 Pf x 600 = Mg / Lt CO3 "
"( HAY CO3 Y HCO3 ) "( Mf - 2 Pf ) x 1220 = Mg / Lt "
" "HCO3 "
"SI Pf ES MUY BAJO ó = 0 "Mf x 1220 = Mg / Lt HCO3 "
"( SOLO HAY HCO3 ) " "
9.3.- ALCALINIDAD EN EL LODO ( pm )
Equipo
- Cápsula de titulación
- Jeringa graduada.
- Agua destilada.
- Fenolftaleina.
- Acido sulfúrico 0.1 N (Solo para Lodos con silicato)
Procedimientos:
1.- Tome de la muestra de lodo de preferencia con una jeringa y que esta
sea de cuando menos 3c.c. de capacidad. llene la jeringa, extraiga las
burbujas de aire y deposite 1c.c. de la muestra desplazando el embolo desde
la graduación de 3 a 2 o al menos desde 2 hasta 1 pero nunca desde 1 al
fondo de la jeringa en la cápsula de titulación.
2.- Diluya la muestra con un volumen de agua destilada que va desde 25
hasta 50c.c. dependiendo del color de la muestra.
3.- Agregue de 4 a 5 gotas de fenolftaleina, si la muestra no cambia a rosa
pm =0.
4.- Si la muestra cambia a rosa, titule con ácido sulfúrico 0.1 N,
agitando hasta que desaparezca el color , el gasto obtenido de ácido es el
valor de la alcalinidad del lodo.
5.- calcule el exceso o contenido de cal insoluble en el lodo con la
siguiente formula.
exceso de cal = ( pm - pf ) / 4 lb/bbl.
o el contenido de cal en el lodo
cal = 0.742 x [ pm - ( % de agua x pf / 100 ) ] kg/ m3
observaciones
*Si la muestra del filtrado es muy obscura use 0.5 cc. de muestra y el
resultado multipliquelo por 2.
"CONDICION "RESULTADO "
"alcalinidad por OH "lodo estable y en buenas "
"alcalinidad por OH Y CO3 "lodo estable y en buenas "
"alcalinidad por CO3 "lodo inestable pero puede ser controlado "
"alcalinidad por CO3 Y HCO3 "lodo inestable y dificil de controlar. "
"alcalinidad por HCO3 "lodo inestable y muy dificil de controlar"
9.4.- ALCALINIDAD MÉTODO P1/P2
Equipo:
- Medidor de pH (opcional)
- Cápsula de porcelana
- Pipetas graduadas de 1 y 2 cm3.
- Equipo de agitación
- Acido clorhídrico 0.1 N. (Solo para lodos con silicato)
- Solución de hidróxido de sodio 0.1normal
- Solución de cloruro de bario 10%
- Indicador fenolftaleina
- Agua destilada
- Papel pH rango 6-12
este método de titulación fue desarrollado en un intento por superar las
limitaciones del método pf/mf, este también tiene sus limitaciones a
continuación se comparan ventajas y desventajas de ambos métodos.
"método "ventajas "desventajas "
"pf/mf "método tradicional "interferencia en la determinación de mf "
" "dos titulaciónes y "los bicarbonatos resultan altos "
" "una muestra " "
"p1/p2 "elimina "tres titulaciónes y 3 muestras de la "
" "interferencias "determinación de mf "
" " "critica medición caustica "
" " "uso de material toxico (bacl2) "
Procedimientos:
1.- con una pipeta volumetrica tome 1 cm3 de filtrado y depositelo en la
cápsula de titulación, agregando 25 cm3 de agua destilada en la misma.
2.- con una pipeta volumetrica agregue 2 cm3 de solución de hidróxido de
sodio 0.1 normal y agite bien, determine el valor de ph ya sea con tira de
papel o potenciometro. si el ph es de 11.4 o mayor, continue con el
procedimiento, si es menor de 11.4 agregue 2 cm3 mas de solución de
hidróxido de sodio y continue.
3.- Con mucha precaucion agregue 3 cm3 de cloruro de bario, agite y agregue
de 2 a 4 gotas de indicador fenolftaleina mientras agita.
4.-Titule inmediatamente la mezcla con ácido clorhídrico 0.02 normal, hasta
la primera desaparicion del color rosa ( o medicion del ph de 8.3 con papel
ph o potenciometro ) el color puede reaparecer despues de un corto tiempo,
no continue la titulación.
5.- reporte la alcalinidad p1 como la cantidad en cm3 de ácido clorhídrico
necesario para alcanzar el punto final de fenolftaleina.
6.- determine el blanco de alcalinidad p2, omitiendo el filtrado pero
repitiendo el procedimiento para determinar la alcalinidad p1, usando
exactamente las mismas cantidades de agua y reactivos.
7.- reporte la alcalinidad p2 como la cantidad como la cantidad de ácido
clorhídrico necesaria para alcanzar el punto final de fenolftaleina.
8.- el procedimiento descrito intenta reducir la interferencia en el método
de alcalinidad mf/pf y este provee una mejor estimación de las
concentraciones de hidroxilos, carbonatos y bicarbonatos. los cálculos de
las concentraciones son valores teóricos, basados en el equilibro químico
de carbonatos.
CALCULOS
SI PI > P2
OH = 340 (P1 - P2) mg/lt
CO3 = 1200 [ Pf - (P1 - P2)] mg/lt
SI P1 < P2
HCO3 = 1220 (P2 - P1) mg/lt
CO3 = 1200 Pf mg/lt
9.5.- CLORUROS
equipo
- cápsula de titulación
- agua destilada.
- indicador cromato de potasio.
- Nitrato de plata 0.028 N.
- Fenolftaleina
- Acido Sulfurico 0.1N
Procedimientos:
1.-ponga 1 ml. de filtrado en la cápsula de titulación agregue 25 ml. de
agua destilada para observar bien el vire.
2.-agregue de 4 a 5 gotas de fenolftaleina, si la muestra cambia a rosa,
titule con ácido sulfúrico 0.1 N, agitando hasta que desaparezca el color
3.-agregue unas 6-8 gotas de indicador de cromato de potasio esta mezcla
tomara un color amarillo.
4.- titule con nitrato de plata 0.028 N ( 1:1000 ), agitando la mezcla
hasta que aparezca un color rojo ladrillo. el gasto obtenido multiplicarlo
por 1000 y estos seran ppm de cloruros en el filtrado del lodo.
9.6.- DUREZA (calcio)
Equipo
- Cápsula de titulación o vaso de precipitados.
- Agua destilada.
- Solución reguladora buffer.
- Solución indicadora Eriocromo Negro T.
- solución de Versenato 1 : 20 epm.
Procedimientos:
1.- para verificar que el agua destilada a utilizar no contiene calcio,
ponga aproximadamente 50 c.c. de agua en un vaso de precipitados y agregue
unas gotas de Eriocromo negro T, si la muestra toma una coloración rosa,
es indicativo de que existe calcio en el agua, agregue titulando con
solución tituladora de dureza (versenato), hasta que aparezca un color azul
vivo, no incluya este volumen en los cálculos
2.- ponga 1 ml. de filtrado en una cápsula de titulación y diluya con 25
cc. de agua destilada para observar el vire del color.
3.- agregue 3 gotas de solución reguladora buffer ( Hidróxido de amonio
),
4.- agregue 3-4 gotas de solución indicadora Eriocrocromo Negro T dando
esta mezcla una coloración vino.
5.-Titule con solución de versenato 1:20 epm, agitando continuamente hasta
obtener un color azul.
CALCULOS.
ppm. de calcio = c.c. gastados x 400, si la sol. 1 : 20 EPM
ppm. de calcio = c.c. gastados x 40, si la sol. 1 : 2 EPM
Calcule la cantidad de Soda ash necesaria para anular el calcio
determinado.
2.64339 x PPM DE CALCIO [ Kg. de CARBONATO/ M3 ]
1000
9.7.-PRUEBA DE AZUL DE METILENO ( MBT )
Equipo
- matraz erlenmeyer de 250 cc.
- agua destilada.
- peroxido de hidrogeno ( agua oxigenada al 3 % ).
- ácido sulfúrico 5 n.
- azul de metileno 1 : 0.01 mq.
- papel filtro whatman # 1 o equivalente.
- varilla de vidrio.
- parrilla de calentamiento.
Procedimientos:
1- Ponga 1 ml. de lodo en el Matraz erlenmeyer agregue 10 ml. de agua
destilada, 15 ml de agua oxigenada y 0.5 ml. de ácido sulfúrico 5 N. y
calentar a ebullición durante 10 min.
2.-A la solución anterior agregue 25 ml. de agua destilada y déjese
enfriar.
3.-Titule con azul de metileno, empleando una hoja de papel filtro, y
usando de 0.5 en 0.5 c.c. de azul de metileno en la mezcla, agitando 10
seg. y con una varilla de vidrio, tomar una gota cada vez que agregue 0.5
c.c. y verterla en la hoja de papel filtro. hasta que aparezca en el borde
de la mancha un halo de color azul verdoso.
4.-Agite nuevamente el matraz por 2 minutos mas, sin agregar mas azul de
metileno y coloque otra gota en el papel filtro, si el halo es de nuevo
evidente, la prueba ha terminado. si el halo no aparece continue las
adiciones de azul de metileno hasta que se cumpla la norma de los dos
minutos. entonces termina la prueba y se anota el volumen gastado de azul
de metileno.
CALCULOS :
capacidad de azul de metileno = c.c. gastados de azul de metileno
[ cm3 / cm3 ] c.c. de lodo de la muestra
contenido equivalente de bentonita [ lb / bbl ] =
5*c.c. gastados de azul de metileno
c.c. de lodo de la muestra
Bentonita Equivalente en Kg/m3= 2.85* Bentonita equivalente lb/bbl
Bentonita Equivalente en Kg/m3=14.25*cc de Azul de Metileno Gastados.
en algunas publicaciones la capacidad de azul de metileno la reportan como
MBT, pero las unidades de esta son cm3 / cm3. alternativamente la capacidad
de azul de metileno puede ser reportada como el contenido equivalente de
bentonita, es decir, cantidad de bentonita en el lodo en [ lb / bbl ].
el contenido equivalente de bentonita, si bien no es necesariamente igual
a la capacidad de intercambio cationico ( cec ), provee un estimado de el
total de la capacidad de intercambio cationico de los sólidos del fluido de
perforación.
9.8.- RETORTA
Equipo.
- Retorta completa.
- Grasa lubricante
- Probeta del volumen de la celda.
Procedimientos:
1.- Desarme la retorta y observe si se encuentra en condiciones de ser
usada y de ser necesario cambie la fibra de acero.
2- Llene la celda con lodo hasta su nivel máximo, previamente colado en el
cedazo del embudo, coloque la tapa de la celda, dando ligeros golpecitos y
girela para que desaloje las burbujas que se encuentren en el lodo y así
hacer una buena determinación.
3- Proceda a limpiar con un trapo todo el exceso de lodo que quede en el
contorno de la celda y rosca, lubrique y coloque la parte superior de la
celda y enrosquela firmemente de tal manera que no haya fuga.
4.- proceda a colocar el condensador y colocar todo en la chaqueta, cierre
la tapa de la retorta y proceda a conectarla, observe que el foco rojo se
encienda.
5.-- proceda a colocar una probeta de 10 ml. en la parte inferior del
condensador para recibir ahi el destilado. el procedimiento termina una vez
que el foquito rojo se apague y se desconecte el equipo.
6- proceda a leer el resultado de la siguiente manera.
% de agua.- es la parte liquida cristalina localizada en la parte inferior
de la probeta.
% de sólidos.- es la parte vacía, es decir, la parte superior de la
probeta.
9.9.-DETERMINACIÓN DE % ARENA.
Equipo
- Equipo medidor de arena.
- Cedazo # 200 mesh.
- Tapón de hule.
Procedimientos:
1.- proceda a depositar el lodo en el eleutiometro hasta la marca donde se
indica "mud to here" , previamente colado en el cedazo del embudo.
2.- llene con agua el eleutriometro hasta donde indica " water to here " y
coloque el tapón de hule en la parte superior y agitelo.
3.-Vierta el liquido a través del cedazo, lavando con chorro de agua, hasta
eliminar las trazas de lodo y productos químicos que se hayan quedado
impregnados en la arena.
4.-invierta el cedazo, coloquelo en el embudo y este en el eleutriometro,
lave con chorro de agua para que la arena caiga espere 10 min y determine
cual es el porcentaje de arena en el lodo, leyendo en la parte inferior del
eleutriometro.
9.10.-FILTRADO API.
Equipo
- Filtro prensa Api completo.
- Papel filtro whatman # 50 o 3½"
- Probeta del volumen adecuado.
- Reloj cronometro
Procedimientos:
1.- Asegúrese que todas las partes del filtro estén limpias y de que los
empaques no estén gastados o deformados.
2.- ensamble las piezas de la celda , base, empaque, malla, empaque, papel
filtro y apriete firmemente.
3.- Llene con lodo, previamente colado en el cedazo del embudo hasta 2 cm.
abajo del borde superior de la celda. coloque la tapa y apriétela con el
tornillo del marco.
4.- Coloque una probeta graduada del volumen adecuado bajo la descarga de
la celda para recibir el filtrado.
5.- Proceda a cerrar la válvula de relevo y ajuste la presión de trabajo
hasta obtener 7 kg/cm2 ( 100 psi), misma que deberá de aplicarse durante
30 min.
6.- Lea el volumen recuperado y repórtelo en ml.
7.-Cierre la válvula del regulador y abra la válvula de descarga y cuando
el manómetro marque 0. saque la celda del marco y desarme la misma,
recuperando el enjarre, enjuáguelo con agua, reporte consistencia,
fragilidad y espesor en milímetros.
9.11.-REOLOGIA.
Equipo
- Viscosímetro rotacional fann 35 o equivalente.
- Termómetro de 0 - 105 ºc ( 32 - 220 ºf ).
Procedimientos:
1.- Determine la temperatura de la muestra, misma que no deberá variar mas
de 6ºC (10ºf ), de la que tenia en el lugar de donde se tomo la misma, y
anótela en ºC.
2.- proceda a llenar el vaso de acero inoxidable hasta la marca, con lodo
previamente colado en el cedazo del embudo y colóquelo en la base del
viscosímetro, levante la base lentamente hasta que el nivel del fluido
llegue a la marca del rotor, que deberá estar rotando a 300 rpm. y fijela
con el tornillo.
3.- opere el switch para cambiar a la velocidad de 600 rpm, deje que se
estabilice y anote la lectura a 600.
4.- opere el switch para cambiar a la velocidad de 300 rpm, deje que se
estabilice y anote la lectura a 300.
cálculos
viscosidad aparente va = lec. 600 / 2 [ cps. ]
viscosidad plástica vp = lec. 600 - lec, 300 [ cps. ]
punto de cedencia pc = lec. 300 - vp. [ lb/ 100
ft2 ]
9.11.1.-TIXOTROPIA
Equipo
- Viscosimetro rotacional fann 35 o equivalente.
- Termómetro de 0 - 105 ºc ( 32 - 220 ºf ).
- Reloj cronometro.
Procedimientos:
1.- este procedimiento se hace inmediatamente a continuación del anterior,
es decir, una vez que se ha hecho la lectura a 300 rpm se agita nuevamente
el fluido a alta velocidad, operando casi simultáneamente el switch y el
selector de velocidades, para colocar el viscosimetro a 3 rpm y apagarlo.
2.-en aproximadamente 10 segundos después, se acciona el switch para hacer
la lectura de gel inicial, que será el desplazamiento máximo del dial,
antes de regresar a una lectura estable.
3.- proceda a agitar nuevamente el fluido a alta velocidad y a operar casi
simultáneamente el switch y el selector de velocidades, para colocar el
viscosimetro a 3 rpm y apagarlo.
4.- espere 10 min. acciones el switch para hacer la lectura de gel a 10
minutos, que será el desplazamiento máximo del dial, antes de regresar a
una lectura estable
determinaciónes
Gel. a 0 min. = lectura a 3 rpm [
lb / 100 ft 2 ]
Gel a 10 min. = lectura a 3 rpm [ lb
/ 100ft2 ]
9.12.- MAGNESIO
Equipo
- Cápsula de titulación
- Hidróxido de sodio o de potasio 8 N
Procedimientos:
1.- ponga 1 ml de filtrado en la cápsula de titulación y agregue 1 ml. de
hidróxido de sodio o hidróxido de potasio 8N , y mezcle perfectamente.
2.-titular con varsenato 1 : 20 epm , observando que cambie a una
coloracion de color vino a azul registre los ml gastados como b.
3.-registrar en esta como a, la cantidad de versenato gastado en la
determinación de calcio.
calculos
magnesio ppm = ( a - b ) x
243 .
ml de muestra
de filtrado
9.13.- DENSIDAD DEL LODO
Equipo
-Balanza para lodos
Procedimientos:
1.-coloque el estuche de la balanza sobre una mesa o superficie nivelada
2.-Abra el estuche y verifique que la balaza este completamente limpia y
seca
3.-Lene la copa de la balanza con el fluido hasta el tope y lentamente
asentar la tapa con un movimiento giratorio firme. Parte del fluido será
expulsado a través del orificio en la tapa indicando que el recipiente
esta lleno.
4.- Colocar el pulgar sobre el orificio en la cubierta y lavar o limpiar
todo el lodo en el exterior de la balaza.
5.- colocar la balaza sobre el soporte en la caja, el punto de apoyo en
forma de cuchilla encaja en la ranura de la base y el caballete móvil se
utiliza para mover el brazo, el brazo esta en equilibrio cuando la burbuja
se encuentra en el centro del nivel.
6.- La Densidad de la muestra se lee al borde del caballete (Todas las
balazas traen una flecha indicadora para la lectura).
7.- Lavar o limpiar perfectamente la balaza .
9.14.-VISCOSIDAD DE BUDO MARSH
Equipo:
-Embudo Marsh
-Jarra para Viscosidad Marsh
Procedimientos:
1.- Agitar la muestra en el Hamilton Beach por 5 minutos
2.-Cubrir el orificio del embudo con un dedo y llenar el embudo con el
lodo agitado a nivel del lado inferior del tamiz . El lodo deberá vertirse
a través del tamiz de malla 12 para asegurarse que el orificio de 3/16 in
no será taponado por materiales sólidos de mayor tamaño.
3.-Quite el dedo y accione el cronometro. Mide el tiempo de llenado de la
Jarra para viscosidad Marsh hasta la marca de 940cm3 (un cuarto de galón)
4.- La viscosidad Marsh se mide en seg/qt
CALIBRACIÓN.
El embudo Marsh es calibrado para un flujo de salida de 946cm3 (un cuarto
de galón) de agua fresca a una temperatura de 21°C +/- 3°C en 26 +/- 0.5
segundos, como receptáculo utilice un recipiente graduado.
9.15.-DETERMINACIÓN DEL PH
Equipo:
- Cápsula de titulación.
- Papel pH de rango adecuado ( 7 - 14 )
Procedimientos:
1.-Deposite en la cápsula 1 ml. de filtrado.
2.-Corte una tira de 4 cm. aproximadamente de papel pH y permita se
humedezca 3.-Observe el cambio de color y compare el color obtenido con la
carta de colores del rango empleado, anote el valor encontrado con
aproximación hasta de 0.5 de unidad.
a pesar de su uso en el campo, este no es un método recomendable para medir
el pH, debido principalmente a que el color de el filtrado, cloruros y
químicos disueltos, causan errores en los valores leídos con el papel pH.
9.16.-DETERMINACIÓN DE ALCALI
Este procedimiento se usa para determinar el porcentaje de Na2O en fluido
de perforación base silicatos. El porcentaje de Na2O será usado para
calcular el silicato total contenido así como para monitorear la
proporción de SiO2: Na2O.
Una muestra de fluido base silicatos se pesa en una probeta y se diluye con
agua destilada agregando una pequeña cantidad de indicador (naranja de
metilo). La solución mezclada es entonces la titulada con HCl 0.2N. Todos
los materiales que reaccionan con el ácido son los titulados y son
calculados como porcentaje de öxido de sodio (% de Na2O)
Equipo:
1.- Acido clorhídrico (HCl ) 0.2 Normal
2.- Solución indicadora Naranja de metilo xileno- cianole (de color verde)
3.- Vaso de precipitados de 400ml
4.-Bureta graduada de 500ml
5.-Probeta Graduada de 100ml
*Siga los procedimientos de Laboratorio con protección de ojos cuando
manipule químicos.
Procedimientos:
1.- Filtrar el fluido base silicatos de cualquier material extraño (es
condicion necesaria)
2.- Pese con aproximación de 0.1gr. una cantidad suficiente de fluido base
silicatos (4gr para un fluido de perforación que contiene 30% Eco drill TM
DM240) en una probeta.
3.- Agregue 100ml de Agua destilada al fluido base silicato pesado
anteriormente y agite hasta que este completamente mezclado.
4.-Agregue 4 gotas del indicador anaranjado de metilo Xileno cianole,
agite la solución se pondra verde.
5.-Titular con HCl 0.2N hasta un gris claro neutro el que virará a un
color púrpura.
6.- Registre el volumen de ácido HCl 0.2N usado.
CALCULO:
V= Vol. De HCl 0.2N usado
durante la titulación.
V*0.62/W = % Na2O W= El peso en gramos del fluido base silicatos.
9.17.- DETERMINACIÓN DE SÍLICE
Este procedimiento se usa para determinar el porcentaje de SiO2 en fluido
de perforación base silicatos. El porcentaje de SiO2 será usado para
calcular el contenido total de silicato así como el monitoreo de la
relación de SiO2: Na2O.
Una muestra de fluido base silicatos se pesa en una probeta y se diluye con
agua destilada y una cantidad pequeña de indicador (rojo de metilo). La
solución mezclada es entonces titulada con HCl 2N. Hasta que la solución
vira y se queda rojo
Equipo:
1.- Acido clorhídrico (HCl ) 2 Normal
2.- Solución indicadora rojo de metilo (de color naranja)
3.- Vaso de precipitados de 400ml
4.-Bureta graduada de 50ml
5.-Probeta Graduada de 100ml
*para preparar el rojo de metilo :
1gramos de indicador rojo de metilo disuelto en 600ml de metanol. Agruegue
400ml de agua destilada para hacer 1lt.
*Siga los procedimientos de Laboratorio con protección de ojos cuando
manipule químicos.(se recomienda una mascara oscura al manejar el NaF
Procedimientos:
2.- Pese con aproximación de 0.1gr. una cantidad suficiente de fluido base
silicatos (8gr para un fluido de perforación que contiene 30% Eco drill TM
DM240) en una probeta.
3.- Agregue 100ml de Agua destilada al fluido base silicato pesado
anteriormente y agite hasta que este completamente mezclado.
4.-Agregue 4 gotas del indicador rojo de metilo preparado y agite
fuertemente, la solución se pondrá amarilla.
5.-Titular con HCl 2N hasta un color rojo, mientras agita constantemente
6.- Agregue 5g. De fluoruro de sodio previamente pesado y mezcle
fuertemente. El color volverá al amarillo.
7.- Continúe la titulación después del agregado de fluoruro de sodio.
Titular hasta que el color amarillo desaparece y un color rojizo naranja se
desarrolla y queda permanentemente.
CALCULO:
.
(% Na2O * W)/6.2 = la correción Alcalina (CA)
(V-CA) *3.0 = % SiO2
W
% Na2O= previamente calculado de la titulación de Alcali
V= Volumen en ml de HCl usado durante la titulación.
W= el peso en gramos de fluido base silicatos (muestra)
9.18.-HUMECTACION
Equípo:
- Frasco de vidrio boca ancha con tapa y capacidad de 1000 ml.
- Hamilton Beach.
- Diesel
- Mezcla Alcohol Isopropílico -Xileno
Procedimientos:
1.- Vaciar 350ml de lodo en un frasco de vidrio de 1000ml.
2.- Agitar durante 30 minutos con el Hamilton Beach.
3.-Tirar lodo
4.-Agregar 50ml de Diesel
5.-Agitar y Volver a tirar.
6.- Agregar 50ml de mezcla 50/50
7.- Poner a secar en promedio de 8 hrs.
8.-Observar película formada en el vaso
9.-La humectación se reportará como: Ligero, regular y severo, en base a la
película observada en el cristal.
Ligero: Transparente
Regular: Ligeramente Opaca
Severo: Opaca
9.19.-LUBRICIMETRO
El Lubricímetro, es un instrumento de alta calidad usado para medir la
calidad lubricante de los fluidos de perforación, y provee datos para
evaluar el tipo y cantidad de aditivos lubricantes requeridos para
prevenir la tasa de desgaste de las partes mecánicas en sistemas
conocidos de fluidos. La resistencia friccional a la rotación de la
sarta de perforación se denomina torque, y la resistencia friccional
para elevar y bajar la sarta de perforación se denomina arrastre. Se
han usado diferentes materiales como aditivos de lodo cuando se desea
mejorar la lubricidad. Ejemplos de tales materiales son: bentonita,
grafito, asfalto, diesel y crudo, mica fina y cáscara de nuez
finamente molida. La lubricidad o el arrastre superficie-superficie de
un fluido de perforación es una propiedad de especial importancia en
los pozos de perforación direccionales. La fricción entre la sarta de
perforación y el hueco perforado siempre está presente cuando se
perfora un hueco fuera de la verticalidad, y la mayoría de los pozos
perforados desde plataformas fijas off-shore son completados con
huecos desviados.
El test de lubricidad, el cual es el más común de los dos ensayos
mencionados, mide la resistencia del fluido (características
lubricantes) entre dos superficies móviles de acero endurecidas a una
fuerza de 100 libras. Esto se traslada sobre el fluido intermedio a
una presión de 5000 a 10000 psi. Se presiona un bloque de acero contra
un anillo de acero en rotación y se lee directamente en un dial
colocado sobre el brazo de torque la carga aplicada en plg-lb. El
ensayo EP se realiza aplicando una fuerza medida con el brazo de
torque a una copa rotativa sensitiva al torque. Esta operación produce
una indicación de la resistencia fílmica del fluido ensayado.
Coeficiente de Fricción = F/W
Donde,
F: es la fuerza friccional requerida para deslizar las superficies
del bloque y del anillo, una a través de otra a una velocidad dada, y
se mide por el número de amperes requeridos para hacer girar el anillo
de ensayo a un número preestablecido de revoluciones por minuto (rpm).
W: es la carga o fuerza con la cual el bloque de ensayo es
presionado contra el anillo de ensayo, a través del brazo de torque.
9.19.1.-TEST DE LUBRICIDAD:
1. Limpie el anillo y el bloque de ensayo con un limpiador en polvo de
utilización general que contenga Clorinol, y enjuague completamente
con agua. Antes de comenzar el ensayo, todas las partes del
instrumento y el área de la muestra deberán estar limpias. Esto
incluye la copa de acero inoxidable, la porción expuesta del
cojinete o buje, la tuerca de retención de la copa, el portabloque
y la parte inferior del eje.
2. Coloque el anillo para el ensayo de lubricidad sobre el eje
principal y, usando una llave inglesa, asegúrelo con la tuerca de
retención del anillo. Asegúrese que el anillo se asiente
encuadrándose sobre los ahuecamientos del eje. Evite tocar el lado
exterior del anillo de ensayo, para evitar la contaminación que
provocará resultados incorrectos en el ensayo.
3. Coloque cuidadosamente el bloque de ensayo en el portabloque, con
el lado cóncavo mirando hacia afuera y alinéelo con el anillo de
ensayo.
4. Encienda el instrumento y deje que el mismo corra por
aproximadamente 15 minutos. Rote la perilla de control de velocidad
hasta que el indicador registre 60 rpm.
5. Después de los 15 minutos, lleve el torque a cero, ajustando la
perilla hasta que el registro de torque sea cero. Corra la unidad
durante aproximadamente 5 minutos más y ajuste nuevamente si fuese
necesario.
6. Llene la copa de acero inoxidable con agua desionizada y coloque el
apoya copa en un nivel inferior. Eleve el apoya copa hasta que el
anillo esté sumergido y asegurado en su lugar con el tornillo de
mariposa.
7. Posicione el brazo de torque de tal forma que este encaje dentro de
la porción cóncava de la abrazadera del brazo de torque. Gire el
ajuste de torque manual en dirección a las agujas del reloj, hasta
que se hayan aplicado 150 plg-lb de torque al bloque de ensayo.
Nunca aplique torque al anillo de ensayo a menos que esté sumergido
en un fluido. Si fuese necesario, ajuste la velocidad rotacional de
60 rpm.
8. Deje que la máquina corra por 5 minutos y luego chequee la lectura
de torque. La misma debería estar entre 33 y 36 y debería ser
estable hasta + 2. El coeficiente de fricción (F/W) es la lectura
de la medida de torque dividida por 100 (150 plg-lb @ 1.5 plg
produciendo 100 psi). El valor del coeficiente de fricción para el
agua debería ser de 34 a 60 rpm y 150 plg-lb de fuerza, si toda la
estructura metalúrgica del anillo-bloque fuera la misma. Debido a
que esto no siempre se cumple, se deberá usar un factor de
corrección en la lectura de 34. Si el valor de coeficiente de
fricción para el agua está en este rango, proceda hasta el paso 9.
Si el instrumento no está en este rango, vaya a la sección de
estandarización del bloque de ensayo descripta más abajo.
9. LIMPIEZA: Rote manualmente el ajuste de torque en contra de las
agujas del reloj hasta que el torque registrado sea cero. Baje el
soporte de la copa y descargue el fluido. Limpie cualquier fluido
remanente en la copa, el bloque de ensayo, el portabloque y el
anillo de ensayo.
10. Mezcle la muestra de fluido durante al menos 10 minutos. Luego
asegúrese que el instrumento esté limpio de cualquier ensayo
previo. Vuelque la cantidad deseada de fluido de ensayo dentro de
la copa de acero inoxidable. Coloque sobre el portacopa y eleve
hasta que todas las superficies metálicas, por ejemplo, el
portabloque y el anillo de ensayo, se encuentren completamente
sumergidas en el fluido. Ajuste con el tornillo de mariposa.
11. Gire la perilla de control de velocidad hasta que el indicador
registre 60 rpm. Ajuste el torque a cero con la perilla de
ajustamiento hasta que el mismo sea cero. Corra el ensayo el ensayo
durante aproximadamente 5 minutos y ajuste si fuera necesario.
12. Gire manualmente el ajuste de torque en dirección a las agujas del
reloj, hasta que se haya aplicado un torque de 150 plg-lb al bloque
de ensayo. Deje que el instrumento corra durante 3 a 5 minutos.
13. Luego de que hayan pasado los 3 a 5 minutos, registre la lectura
de torque y libere el torque sobre el brazo.
14. Repita los pasos 10 a 13 usando idéntico fluido, o una nueva
muestra que contenga los lubricantes a ensayar agregados al fluido.
Lectura
Medida
Coeficiente de Lubricidad del Lodo = ---------------------------- X
Factor de Corrección
100
AL - BL
% Reducción de Torque a una Carga dada = --------------- X 100
AL
Donde,
AL: Lectura de torque de un lodo no tratado bajo una fuerza
igual a BB
BL: Lectura de torque de un lodo tratado bajo una fuerza
igual a AL
15. Apague el interruptor del instrumento. Baje el portacopa y gire la
abrazadera del brazo de torque hacia arriba y para afuera. Gire
hacia el brazo de torque para permitir la remoción del bloque de
ensayo. Remueva el bloque de ensayo y lávelo vigorosamente con
agua. Remueva la copa y descargue el fluido de ensayo. Usando un
limpiador en polvo que contenga Clorinol o equivalente, lave y
limpie el eje principal, la cabeza de tornillo embebida, el
portabloque, el buje ajustable, el anillo de ensayo y la tuerca de
retención de la copa, luego remueva esta del eje.
Estandarización del Ensayo de Bloque:
Si el coeficiente de fricción no está en el rango de 33 a 36, las
superficies del anillo y del bloque deberán ser reacondicionadas o
estandarizadas. Para lograr la estandarización del bloque, una porción
sustancial (por lo menos la mitad) de su superficie curvada deberá ser
desgastada a una condición lustrosa con un mínimo de líneas o ranuras
a través de su área pulida. El procedimiento estandarizado es el
siguiente:
A. Verifique que todas las superficies estén limpias y que la
superficie gastada esté en el medio de la curvatura del bloque.
B. Aplique cuidadosamente un compuesto esmerilador fino con el dedo al
anillo de ensayo. Con la máquina rotando a 100-200 rpm aplique 150
plg-lb de fuerza al anillo y al bloque mientras están inmersos en
agua. Remueva el torque luego de 5 minutos, y reaplique el
compuesto esmerilador en el anillo. Este procedimiento debería
repetirse de 3 a 4 veces.
C. Remueva cualquier resto de grasa usando un jabón sólido o limpiador
sólido conteniendo Clorinol o similar y lave vigorosamente.
D. Mezcle 2 cucharadas de polvo de Oxido de Aluminio a la copa llena
de agua desionizada y sumerja el anillo y el bloque dentro de esta
mezcla. A una velocidad de 700-1000 rpm, aplique 50 plg-lb de
fuerza entre el anillo y el bloque y deje que el instrumento corra
por 5 minutos. Luego reduzca el torque hasta 25 plg-lb y deje
correr por otros 5 min.
E. Rote el ajuste de torque manualmente en contra de las agujas del
reloj hasta que se registre torque cero. Examine el anillo y el
bloque para observar un desgaste suave y lustroso, con un mínimo de
marcas. Baje el portacopa, descargue el fluido de estandarización y
limpie todo fluido remanente en la copa, bloque, portabloque y
anillo de ensayo.
F. Así como se hizo en los pasos 7 y 8 de más arriba, a una velocidad
de 60 rpm aplique 150 plg-lb al anillo y al bloque, los cuales han
sido sumergidos en agua. Luego de 5 minutos, la lectura de torque
debería estar entre 33 y 36 a un valor constante de + 2 rpm.
9.19.2.-TEST EXTREMA PRESION (EP)
Este ensayo es una medida de la habilidad lubricante a extrema
presión, impartida por un fluido de perforación y sus aditivos
correspondientes.
Equipo:
Bloque de Ensayo (cubo), para ensayo EP
Anillo de Ensayo, para ensayo EP
Llave inglesa, para ajustar la tuerca mariposa de 15/16"
Vidrio de aumento o Magnificador, para medir el ancho de las marcas
hasta 0.005 plg
Preparación:
Antes de correr con seguridad el ensayo, todo el instrumento deberá
estar apropiadamente ajustado. Para testear el ajuste apropiado, o
para correr el ensayo standard, proceda a través de los siguientes
pasos:
1. Limpie el anillo de ensayo EP (con una superficie angosta en
relieve) y el bloque para ensayo EP (cubo con superficie pulida)
con un limpiador sólido de los que se usan comúnmente y lave
vigorosamente con agua. No use ningún solvente orgánico. Todas las
partes del dispositivo deberán estar limpias antes de comenzar el
ensayo. Esto incluye la copa para muestra de acero inoxidable, la
porción expuesta del cojinete o buje, la tuerca de retención de la
copa, el portabloque y la porción inferior del eje.
2. Instale el anillo de ensayo encuadrándolo dentro de la porción
ranurada del eje, y usando la llave inglesa asegúrela en su lugar
con la tuerca de retención del anillo. Tenga cuidado de no
contaminar el lado exterior del anillo de ensayo. No toque el
anillo con sus manos, ya que la grasa de la piel puede causar
resultados erróneos en el ensayo.
3. Coloque el bloque de ensayo EP en el portabloque, siendo nuevamente
cuidadoso de no tocar el bloque con sus manos.
4. Prenda el interruptor de potencia en la posición ON. Rote la
perilla de control de velocidad en dirección a las agujas del reloj
o en dirección contraria a las agujas del reloj, hasta que el
indicador de las rpm registre 1000 + 100 rpm.
5. Rote la perilla del ajuste de torque a cero en dirección a las
agujas del reloj o en dirección contraria a las agujas del reloj
hasta que el torque registrado sea cero.
6. No aplique ninguna carga todavía. Corra el instrumento a 1000 rpm
por aproximadamente 3 minutos o hasta que la lectura de torque cero
se vea estable y cese apreciablemente el arrastre. Vuelva la
perilla a cero si fuese necesario.
7. Posicione el brazo de torque de tal forma que el brazo calce dentro
de la porción cóncava de la abrazadera del brazo de torque. No
aplique aún ninguna carga.
8. Llene la copa de acero inoxidable con el fluido a ensayar y coloque
la copa sobre el portacopa. Afloje el tornillo mariposa y eleve el
portacopa hasta que el anillo de ensayo, el bloque de ensayo y el
portabloque estén completamente sumergidos en el fluido. Ajuste el
tornillo mariposa.
9. Rote el ajuste manual de torque en dirección a las agujas del
reloj, de tal forma que el torque se incremente a una tasa de 5 plg-
lb/seg (no mas), hasta que el indicador de medida de torque alcance
la lectura de torque deseada, o hasta que ocurra un agarre. Si se
produce un agarre, remueva rápidamente la carga. Debido a la
fricción extrema entre el anillo y el bloque, el fluido se tornará
muy caliente y podría alcanzar su punto de ebullición.
Nota: se define un agarre como un rasgado y corrosión erosiva
(rayado) de una interfase metal-metal cuando entran en contacto las
superficies del anillo de ensayo y el bloque de ensayo. Esto
representa una completa ruptura de la habilidad lubricante a
extrema presión del fluido o lodo bajo las condiciones de ensayo.
Un agarre es identificado por un rápido elevamiento en la lectura
del torque. También puede aparecer como un incremento
sustancialmente agudo en el torque, el cual luego vuelve a su valor
normal. Este tipo de agarre se produce usualmente a una lectura
relativamente baja de torque o durante ensayos de lodos altamente
abrasivos o lodos con un alto contenido de sólidos. Un agarre está
también acompañado por un cambio obvio en el sonido que emite el
instrumento, por ejemplo, un sonido de raspado. Luego de producirse
el agarre, el desgaste superficial sobre el bloque de ensayo será
muy grande, y la superficie aparecerá áspera y marcada.
10. Repita los pasos 1 a 9 hasta que se obtenga una PASADA completa.
Una pasada se identifica de una o dos maneras diferentes:
A. Una corrida de 5 minutos a una carga constante, durante la cual
la lectura del torque permanece esencialmente constante y la
superficie de desgaste es pequeña y pulida.
B. Una corrida de 5 minutos, en la cual existe una cantidad
moderada de deflexión en la medida de torque y la superficie de
desgaste es moderada y podría tanto estar pulida o desgastada,
dependiendo sobre todo de la abrasividad del fluido de ensayo.
11. Remueva la carga rotando el ajuste manual de torque en dirección
en contra de las agujas del reloj, hasta que el torque sea
completamente liberado del eje principal. Cuando el torque registra
el valor cero, gire el interruptor de energía a la posición off.
Baje el portacopas, gire la arandela del brazo de torque hacia
arriba y hacia afuera y de vuelta el brazo de torque hacia atrás
para permitir la remoción del bloque de ensayo. Remueva y limpie el
bloque de ensayo. Con la ayuda de un vidrio de aumento o lupa,
observe las marcas dejadas sobre el bloque por el anillo de ensayo.
Un adecuado alineamiento del bloque de ensayo en el portabloque
estará indicado por la aparición de una marca rectangular sobre el
bloque de ensayo. Inversamente a esto, un alineamiento inapropiado
estará indicado por la aparición de una marca de forma triangular o
trapezoidal. Si el alineamiento es el adecuado, proceda con el paso
12. Si el alineamiento es inapropiado, el portabloque y el bloque
deberán ser reposicionados con el siguiente procedimiento:
El portabloque debería siempre encajar ajustadamente contra el
hombro en el fondo de las marcas que están sobre el buje o cojinete
del eje de torque. Si alguna vez se suelta, remueva el portabloque,
límpielo y reinstálelo contra el hombro del eje enchavetado y
ajústelo con el tornillo Allen. Realinee el portabloque, tal como
lo indican las figuras 2 y 3. Dependiendo de la forma del triángulo
o trapezoide, ajuste el portabloque tanto hacia arriba como hacia
abajo. Si el trapezoide aparece más grande en la parte superior que
en la parte inferior, el portabloque deberá ajustarse hacia abajo.
Esto se logra aflojando el tornillo bloqueador de ajuste del
cojinete o buje y moviendo la tuerca de ajuste del brazo de torque
por arriba del eje hasta que se ajuste con el dedo sobre el hombro
en el fondo del eje. Mientras se pone una llave descentrada de ¾
plg sobre las marcas planas del eje, coloque simultáneamente la
llave de ajuste de torque de 1 ¼ plg sobre la tuerca de ajuste del
brazo de torque. Mientras se mantiene una orientación de ¾ plg en
la llave, gire la tuerca en contra de las agujas del reloj hasta
que esta se ajuste sobre el hombro. Con la tuerca ajustada, cada 6°
que la tuerca es girada en contra de las agujas del reloj, se
bajará el cojinete o buje 0.001 plg. Ajuste la cabeza del tornillo
hembra. Si se requieren posteriores ajustes, repita el
procedimiento detallado anteriormente. Si el trapezoide aparece más
empequeñecido sobre la parte superior que en la parte del fondo,
afloje el tornillo bloqueador del cojinete o buje y antes de rotar
la tuerca de ajustamiento suba el eje, rosque el final del eje
hacia arriba alrededor de 1/16 plg. Luego siga con las
instrucciones de arriba para bajar el portabloque en incrementos de
unos pocos milésimos de pulgada. Luego de cada ajuste, repita el
ensayo hasta que aparezca una marca rectangular sobre el bloque.
12. Remueva la muestra y descargue el fluido de ensayo. Limpie el eje
principal, portabloque, el cojinete de ajuste y la tuerca de
retención de la copa. Remueva y deseche el anillo de ensayo. Limpie
un nuevo anillo de ensayo e instálelo.
Medidas y Cálculos:
A. Para medir la longitud de la marca sobre el bloque, use un vidrio
de aumento calibrado para leer 0.005 plg. Que puede proporcionarle
un apropiado magnificador o vidrio de aumento. Antes de la
medición, el bloque de ensayo debería estar limpio. El magnificador
se coloca en el centro de la marca, paralelo a los bordes, de tal
forma que pueda obtenerse el ancho promedio de la marca. La marca
se mide en centésimas de pulgada. Por ejemplo, cuando el ancho de
la marca mide 0.095 plg, debería referirse y registrarse como 9.5
centésimas de pulgada.
B. Para calcular la presión sobre el bloque, se debe comenzar por
computarizar el área total de la marca sobre el bloque. Esto se
logra multiplicando el ancho de la marca en pulgadas por la
longitud (si la medida de la marca es trapezoidal, debería usarse
un ancho promedio). La fuerza que actúa sobre el área de la marca
se obtiene dividiendo la lectura de medida de torque a la cual se
obtiene una pasada por el brazo de torque, por 1.5 (la distancia de
viaje del brazo). La presión sobre el bloque de ensayo en el
momento que el ensayo ha concluido se obtiene dividiendo la fuerza
por el área de la marca. Esta presión representa la resistencia de
la película de lodo. La ecuación es la siguiente:
P (Resistencia Pelicular, psi) = 533 x (T/W)
Donde,
P = Resistencia Pelicular, psi
T = Lectura de la Medida de Torque, lbs
W = Ancho de la Marca, centésimas de plg
El nomograma en la Figura 4 puede usarse para derivar la resistencia
fílmica sin realizar el cálculo.
Informe de los Resultados del Ensayo:
1. Se registran la mínima carga (lectura de la medida de torque) en
plg-lb y el torque promedio en libras al cual se produce el agarre.
2. Registre lo siguiente al finalizar una pasada, o si un ensayo de 5
minutos no produce un agarre:
a. Carga (lectura de la medida de torque) en plg-lbs
b. Ancho de la marca en centésimas de plg
c. Resistencia fílmica en psi
d. Corriente promedio (lectura de la medida de torque en lbs
dividido por 10) en amps.
Mantenimiento Preventivo del Equipo:
1. Los cojinetes de rodamiento en el eje principal están engrasados
con grasa para cojinetes de alta temperatura vía el niple en el
cuerpo. Estos cojinetes deberían requerir solamente una atención
una vez al año, a menos que se haya encontrado alguna pérdida de
grasa alrededor del sello inferior y caiga por el eje dentro de la
muestra. Si se encuentra una pérdida, el sello debería ser
reemplazado con un sello de doble labio. Luego de que el sello ha
sido reemplazado, engrase el cojinete de rodamiento vía el niple
encastrado.
2. El cojinete de bolas en la parte superior del eje principal está
sellado y necesitará reemplazo sólo cuando se detecte rozamiento
del extremo del eje.
3. Luego de cada uso, asegúrese que la parte inferior del eje
principal, la tuerca de retención del anillo de ensayo, el
portabloque, el bloque, las marcas del cojinete de ajuste, y la
tuerca de ajuste estén limpios y secos. Esto prevendrá la
oxidación. Si el instrumento será almacenado por un largo tiempo,
recubra las áreas antes mencionadas con aceite.
4. Asegúrese que el panel de control no tenga derrames de fluido, ya
que este puede gotear cerca de los componentes eléctricos y
causarles daño.
5. Remueva el guardacorrea luego de un uso intenso y chequee la
tensión de la correa. Asegúrese que la misma esté lo
suficientemente ajustada, de tal forma que cuando el motor esté
instalado, la correa no se deslice en falso. La tensión puede
incrementarse aflojando los pernos en la montura del motor,
deslizando el motor hacia ajuste manual de torque y luego
reajustando los pernos de la montura del motor. Vuelva a instalar
el guardacorrea.
Gráfico de Calibración Independiente
La unidad también puede ser "calibrada" usando un aparato "Prony Brake", en
vez del procedimiento con agua que ya mencionamos, para medir los puntos
referenciales 33 - 36 lbs.. También puede requerirse un set de pesas de 50
a 1000 gramos en incrementos de 50 gramos. Coloque el instrumento sobre su
lado derecho, con el brazo de torque manual sobre el borde de la tabla.
Adjunte el Prony Brake (sin pesas colgando de las muescas) al eje principal
del instrumento. Rote el eje 60 rpm y ajuste lentamente el tornillo en la
ranura del Prony Brake hasta que la tensión friccional apenas mantenga el
freno suspendido. Aquí se registrará una medida de torque igual a cero.
Cuelgue 50 grs y ajuste el tornillo hasta que se alcance la suspensión.
Repita con pesas en incrementos crecientes de 50 grs hasta llegar a 1300
grs. Reduzca las pesas nuevamente hasta cero y rechequee el valor de torque
cero. Construya un gráfico de calibración. Note que 1000 grs producen
alrededor de 38 ½ lbs por arriba del freno mismo (2 ½ a 3 lbs), de tal
forma que 1000 grs significan 41 a 41 ½ lbs y 1300 grs producen alrededor
de 50 lbs por arriba del freno mismo.
10.-FLUIDO EMULSIO DIRECTA Q'MUL DIRECT
Los fluidos de baja densidad Base agua son básicamente emulsiones directas
en las que un alto contenido de aceite (80% máximo) es disperso y
emulsionado físico-químicamente en una pequeña cantidad de agua (20%) esta
combinación da como resultado un fluido de Alta viscosidad con bajos
esfuerzos de corte y densidades inferiores a 1.0 gr/cc.
La dispersión de un aceite en agua es una emulsión Directa, en el caso del
lodo baja densidad la característica esencial de la estructura de estos
agentes emulsificanes es la combinación de un radical lipofílico grande
con un grupo polar hidrofílico en la misma molécula.
Los agentes emulsificantes pueden introducirse únicamente en una cantidad
del 0.5 al 2%.
La parte lipofílica del emulsificante estará sumergida en la gota aceitosa
por medio de la cola del hidrocarburo y las cabezas polares estarán
dentro del agua consecuentemente, La gota estará cubierta por una capa
protectora que entorpecerá la unión de las gotas.
Las gotas en las dispersiones aceite en agua están usualmente cargadas
negativamente y las emulsiones son rotas con la adición de sales.
11.- FORMULACION DEL FLUIDO Q'MUL DIRECT
"PRODUCTO "CONCENTRACION "UNIDADES "
"AGUA "191.64 "LT/M3 "
"SOSA CAUSTICA "10 "KG/M3 "
"BENTONITA "10 "KG/M3 "
"EMULSIFICANTE QMUL DIRECT "33 "LT/M3 "
"DIESEL "766.58 "LT/M3 "
*La bentonita se le adiciona para agregar densidad y facilitar el acarreo.
Equipo de Protección personal:
-Bata de Laboratorio.
-Lentes de Seguridad
-Botas de Seguridad
-Guantes
Equipo:
Agitador Hamilton Beach (Agitador de navajas de ejes sencillos)
Jarra metálica de 2lts
Jeringa de Vidrio de 10cc.
Balanza analítica
12.-ORDEN DE AGREGADO:
En una Jarra metálica de 2Lts agregar la cantidad exacta de agua, agitar a
una velocidad baja de 13,000 rpm.
De inmediato comenzar a agregar muy lentamente la Sosa Caustica, agitar por
5 min a la misma velocidad de 13,000 rpm
Pasado este tiempo agregar muy lentamente la Bentonita agitando durante 7
min en el Hamilton Beach a una velocidad media de 13,000 rpm.
Pasados 7 minutos agregar con jeringa de vidrio de 10 cc el
emulsificante QMUL DIRECT, agitar por 5 minutos a la misma velocidad.
Agregar muy lentamente el DIESEL, recuerde que dependiendo de la agitación
va a consistir la viscosidad del lodo, mientras mas rápido agite mas
viscoso se pone el fluido, agitar a 13,000 rpm durante 5 minutos.
13.-ANALISIS A REALIZAR:
DENSIDAD
REOLOGÍA
RETORTA
FILTRADO API
CLORUROS
DUREZA
PF/MF
DENSIDAD
Equipo:
Balanza analítica
Probeta de 10cc
Jeringa de vidrio
1.-Succione 10cc de fluido baja densidad con la jeringa de 10cc.
2.-Pese una probeta de 10cc en la balanza analítica, tare la balanza y
agregue los 10cc. de fluido que contiene en la jeringa.
Anote los gramos de fluido y proceda a sacar la Densidad.
CALCULOS
Densidad= masa/volumen
Densidad= gr/cc.
Volumen= cc.
Masa= gr.
* Todos los demás análisis ya están descritos anteriormente.
