Balanza Para Lodos

Universidad Mayor de San Andrés Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Petrolera

Fluidos de Perforación. PET-217 Balanza para Lodos

BALANZA PARA LODOS 1. OBJETIVOS DEL LABORATORIO.1.1. OBJETIVO PRINCIPAL.Determinar la densidad del fluido de perforación bentonítico base agua formulado en laboratorio utilizando una balanza para lodos.

1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS.I.

II. III. IV.

Prepara un lodo de perforación bentonítico para una densidad determinada. Aprender a modificar la densidad del lodo según requerimientos que puedan presentarse en campo. campo. Determinar experimentalmente experimentalmente la densidad del lodo preparado. Aprender a utilizar y calibrar la Balanza de Lodos. Determinar el error de la Balanza de Lodos comparando la densidad experimental con el valor teórico.

2. JUSTIFICACIÓN DEL LABORATORIO.El presente laboratorio tiene un propósito académico, se pretende adquirir conocimientos prácticos acerca de la preparación del lodo de perforación per foración y adecuación del mismo según los requerimientos que se puedan presentar en campo. Es de mucha importancia que el Ingeniero Petrolero sepa formular un lodo, modificarlo según se requiera y medir su densidad para que este sea adecuado para cumplir distintas funciones en la perforación de un pozo. La medición de la densidad del lodo de perforación necesita un conocimiento práctico por parte del que lo realiza, por tanto la práctica es importante para que el futuro ingeniero tenga la habilidad de realizarlo en cualquier ocasión y lugar sin que se presenten contratiempos contratiempos ya que un error en el área de trabajo puede ser muy perjudicial. Univ. Arteaga Soruco Mauricio Alejandro

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3. RESUMEN TEÓRICO.3.1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES.3.1.1. DEFINICIÓN DE FLUIDO DE PERFORACIÓN.Un fluido de perforación es una mezcla heterogénea de una fase continua (agua, aceite u otro) con otra fase discontinua (Bentonita u otro) mas aditivos que están dispersos o disueltos en la fase continua con la finalidad de darle al lodo propiedades adecuadas adecuadas para cumplir sus funciones en la perforación de pozos petroleros. Se denomina lodo al fluido de perforación que es líquido, como por ejemplo el lodo en base agua.

3.1.2. FUNCIONES DEL FLUIDO DE PERFORACIÓN.El fluido de perforación debe presentar diferentes propiedades físicas y químicas bien definidas, entre las principales tenemos. 1. 2. 3. 4. 5.

Densidad Viscosidad Alcalinidad Salinidad pH

6. Propiedades tixotrópicas 7. Propiedades reológicas 8. Filtrado 9. Temperatura 10. Presión

Estas propiedades le brindan al lodo la capacidad de desempeñar muchas funciones, las más importantes: importantes:

Funciones específicas o básicas.- Aquellas que el lodo debe cumplir si o si. 1. 2. 3. 4. 5.

Controlar las presiones del subsuelo. Sacar los recortes r ecortes de formación a superficie. Estabilizar las paredes del pozo. Evitar daños en la zona z ona productora. Evitar al máximo el daño al medio ambiente.

Funciones derivadas.- Derivadas de las funciones especificas. Univ. Arteaga Soruco Mauricio Alejandro

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a) Permitir obtener la máxima información del fondo de pozo a través de registros y muestras. b) Formar una película impermeable en las paredes del pozo. c) Enfriar y lubricar el trepano. d) Alivianar el peso de la sarta de perforación. e) Mantener en suspensión los recortes de formación cuando se ha detenido la circulación. f) Evitar la corrosión de la herramienta. g) Transmitir energía al fondo de pozo. h) Facilitar la cementación y completación del pozo. Para este laboratorio, la propiedad más importante es la densidad y por ende la funciones más importante son los incisos a) y c).

3.1.3. DENSIDAD DEL LODO, CONTROLAR LAS PRESIONES DEL SUBSUELO Y ESTABILIZACION DEL POZO.Se bombea el fluido hasta el fondo del pozo a través de la sarta o columna de perforación, con bombas de mucha potencia el cual sale por boquillas en la sarta de perforación. Luego, se fuerza hacia arriba a través del espacio anular hasta la superficie (en esta parte el los recortes son arrastrados). Los fluidos de perforación cumplen la importante función de mantener bajo control la presión de formación y evitar que colapse el interior del pozo a medida que la barrena o trepano avanza hacia la parte inferior hasta alcanzar la zona productora. Toda formación tiene una presión (P de formación), esta presión debe ser normal si su gradiente es de 0.465 (psi/pie), todo valor por encima se llama presión anormal y toda por debajo se llama subnormal.

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El control primario de pozo los ejerce la columna de lodo, esta ejerce una “presión hidrostática” , la cual es función de la altura de la columna (profundidad) y de la densidad del lodo. Por esto la densidad debe ser conocida durante todo el periodo de la perforación y ser debidamente controlada y modificada, si es necesario, cada que se atraviesa una nueva formación Si se conoce la presión y la profundidad de una formación se puede saber la densidad mínima que debe tener el lodo para controlar la presión de formación.

(1) C (factor de conversión) 0.052 0.0981 1.42

densidad del lodo LPG g/cc g/cc

TVD (true vertical depth) pies m m

Presión hidrostática de la columna de lodo psi bar psi

La presión mínima de trabajo debe estar por encima de la presión de formación en un factor de seguridad, también llamado presión diferencial a favor (ΔP), de aproximadamente 300 (psi) aunque puede variar según sea el caso.


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Entonces la presión hidrostática debe ser la adecuada continuamente para prevenir que la presión de formación no haga colapsar el pozo causando un cierre, también debe prevenir una caída de presión hidrostática lo que causaría la invasión de fluidos de formación (petróleo, gas y agua) al interior del pozo y esto llevaría a un amago de reventón (kick), que de no ser controlado podría ocasionar un reventón (blowout).

3.2. BASES Y PLANIFICACION DEL EXPERIMENTO.3.2.1. PREPARACIÓN DEL LODO.En este laboratorio vamos a prepara un lodo en base a agua y bentonita, y luego modificarlo para obtener una densidad teórica. Para prepara el lodo en base a agua se debe tener un volumen de agua al cual se le va a añadir una cierta cantidad de bentonita (de densidad conocida), donde para obtener una densidad deseada para el lodo, es necesario calcular tanto la masa de bentonita como el volumen de agua.

La bentonita es una arcilla compuesta esencialmente por minerales del grupo de las esmécticas, con independencia de su génesis y modo de aparición. La bentonita tiene una Ge que varía entre 2.35 – 2.60.

3.2.1.1. BALANCE DE MATERIA.-

Agua

Bentonita

Lodo (2)

Sabemos que la densidad se define como la masa por unidad de volumen de un cuerpo; despejando la masa:

(3) Univ. Arteaga Soruco Mauricio Alejandro

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Reemplazando (3) en (2)

(4)

Considerando volúmenes aditivos

(5) Con (4) y (5) es posible encontrar la cantidad de agua y de bentonita necesarios para prepara el lodo. Frecuentemente es necesario elevar la densidad del lodo según las operaciones que se estén realizando para controlar el pozo, en general se usa baritina (barita) como material densificante para elevar la densidad del lodo de perforación.

La Baritina es el agente densificante de mayor importancia, está compuesto principalmente de sulfato de bario (BaSO4), su gravedad especifica GE varía entre 4.2 a 4.5. Cuando se realiza una operación de densificación se tiene una densidad deseada para el nuevo lodo y es necesario calcular tanto la masa de densificante como el volumen de lodo inicial o en su defecto el volumen de lodo final. El balance de materia es idéntico.

Lodo 1

Densificante

Lodo 2

A veces es necesario reducir la densidad de lodo sobre todo en operaciones de toma de testigos ya que el lodo que sale del pozo tiene una mayor densidad que cuando ingresó. Comúnmente se utiliza agua dulce (o diesel en caso ser un lodo base aceite) como diluyente. La GE del agua dulce = 8.33 (LPG) = 62.4 (lb/pie 3 ) = 1 (g/cc) = 350 (lb/bbl). Univ. Arteaga Soruco Mauricio Alejandro

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El balance de materia es idéntico.

Lodo 1

Diluyente (agua)

Lodo 2

En ocasiones se requiere mezclar lodos de distintas características para obtener un volumen y una densidad deseada. El balance de materia es idéntico.

Lodo 1

Lodo 2

Lodo 3

3.2.2.- BALANZA DE LODOS.La densidad determinado de lodo es medir con una de lodos.

de un volumen posible balanza

La balanza de lodos se compone principalmente de una base sobre la cual descansa un brazo graduado el cual permite mediciones exactas en un rango de ± 0.1 (LPG). En uno de los extremos del brazo graduado descansa una copa o vaso de volumen fijo que esta balanceada por un contrapeso fijo en el lado opuesto del brazo dentro del cual existen unos pequeños balines extraíbles, el brazo tiene un cursor deslizable que se mueve libremente a lo largo de la escala Univ. Arteaga Soruco Mauricio Alejandro

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graduada. Se ha montado sobre el brazo de la balanza un nivel de burbuja que indica cuando el sistema está en balance. Errores frecuentes responsables de la imprecisión en la medición de la densidad son: 1. Balanza mal calibrada (siempre se debe calibrar la balanza debido a los cambios de densidad que produce los cambios de temperatura ambiente ya que esta ha sido calibrada originalmente a temperatura estándar). 2. Gas o aire entrampado en el lodo. 3. Falla al llenar la copa con el volumen correcto. 4. Balanza sucia.

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.4.1. PREPARACIÓN DEL LODO.Según las instrucciones dadas se prepara el lodo en base agua para una densidad o densidades teóricas especificadas por el auxiliar.

4.2. CALIBRACIÓN.La calibración del instrumento se logra con la medición de la densidad de agua a temperatura ambiente. 1. Llenar la copa de la balanza con agua limpia lo más pura posible. 2. Colocar la tapa sobre de la copa y asentarla firmemente, pero en forma lenta con un movimiento giratorio. Asegúrese que el exceso de agua salga por el orificio de la tapa. Univ. Arteaga Soruco Mauricio Alejandro

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3. Colocar el dedo pulgar sobre el orificio de la tapa y limpiar la balanza con un trapo seco. 4. Colocar la balanza sobre el soporte y mover el cursor a lo largo del brazo graduado hasta que el nivel de burbuja indique que la balanza esta nivelada. 5. Leer la densidad del agua en el borde del cursor que este orientado hacia el vaso, debe ser igual a 8.33 (LPG) o 1 (g/cc). 6. En caso de no obtener la densidad correcta, proceder a retirar el tornillo ubicado en el contrapeso del extremo opuesto para agregar o quitar balines hasta lograr que la densidad del agua sea la correcta.

4.3. DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD EXPERIMENTAL DEL LODO.1. Quitar la tapa del vaso y llenarlo completamente con el lodo recién preparado y agitado. 2. Colocar la tapa sobre de la copa y asentarla firmemente, pero en forma lenta con un movimiento giratorio. Asegúrese que el exceso de lodo salga por el orificio de la tapa. 3. Colocar el dedo pulgar sobre el orificio de la tapa y limpiar la balanza con un trapo y secar el vaso. 4. Colocar el brazo de la balanza sobre la base, con el cuchillo descansando sobre el punto de apoyo. 5. Desplazar el cursor hasta que el nivel de burbuja indique que el brazo graduado esta nivelado. 6. Leer el peso o densidad del lodo en el borde del cursor que este orientado hacia el vaso.


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7. Reporte la densidad del lodo con una aproximación de 0.1 (LPG), 0.5 (lb/pie 3 ), 0.01 (g/cc).

4.4. DIAGRAMA DE FLUJO – PROCEDIMIENTO GENERAL.-

Inicio

Calibración Preparación del lodo.

Agua, Bentonita, recipiente, batidora, espátula

Calcular la masa de bentonita para una densidad determinada de lodo

Leer la densidad del agua. Balanza de lodos, agua, trapo, es átula.

Llenar el vaso con agua

Densidad = 8.33 (LPG)

No Colocar la tapa y limpiar el exceso.

Mezclar agua con la bentonita

Colocar la balanza en su soporte.

Lodo = Lodo I

Mover el cursor hasta nivelar la burbuja


Colocar el cursor en densidad = 8.33 (LPG)

Quitar o agregar perlas al contrapeso hasta nivelar la burbuja

A

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Si



A

Dilución

Densificación Determinación de la densidad del lodo.

B

Balanza de lodos, lodo, trapo, es átula.

Llenar el vaso con lodo

Lodo 1, baritina, recipiente, batidora, espátula.

Lodo 1, agua, recipiente, batidora, espátula.

Calcular la masa de baritina para la nueva densidad

Calcular el volumen de agua para la nueva densidad

Mezclar lodo 1 con baritina

Colocar la tapa y limpiar el exceso.

Mezclar lodo 1 con agua.

Lodo = Lodo II

Colocar la balanza en su soporte.

Lodo = Lodo III

B Mover el cursor hasta nivelar la burbuja

Leer la densidad del lodo.

Registrar densidad


Fin

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5. TOMA DE DATOS.5.1 CALIBRACIÓN.Balanza grupo 1 Balanza grupo 2 Corrección 1 Corrección 2

(LPG)

(g/cc)

3 (lb/pie )

8.3 8.2 8.33-8.3 = 0.03 8.33-8.2 = 0.13

1.0 1.0

69 68

5.2. PREPARACIÓN DEL LODO.Lodo Volumen de agua (cc) Grupo1 1000 Grupo2 1000

Masa de bentonita (g)

Densidad lodo I (LPG)

151.69 74.24

8.8 + 0.03 = 8.83 8.6 + 0.13 = 8.73

5.3. INCREMENTO DE LA DENSIDAD.Lodo

Densidad inicial (LPG)

Masa de baritina (g)

Densidad Lodo II (LPG)

Grupo2

8.73

26.18

8.85 + 0.13 = 8.98

5.4. REDUCCION DE LA DENSIDAD.Lodo

Densidad inicial (LPG)

Volumen de agua (cc)

Densidad Lodo III (LPG)

Grupo1

8.83

210.81

8.7 +0.03 = 8.73

6. CALCULOS Y TRATAMIENTO ESTADISTICO DE DATOS.I.

Calcular el error porcentual de calibración que tiene cada balanza con los valores medidos respecto de los valores teóricos usados.

El error porcentual de A respecto a B esta dado por:

En este caso A es el valor medido y b el valor teórico. Univ. Arteaga Soruco Mauricio Alejandro

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Preparación del Lodo I Lodo grupo 1

E% = 1.89 %

Lodo grupo 2

E% = 0.34 %

Incremento de la densidad (preparación del Lodo II)

E% = 0.22 %

Reducción de la densidad (preparación del Lodo III)

E% = 0.34 %

II.

Indicar cuáles fueron los cálculos realizados para la preparación de los lodos (especificar las cantidades de sólidos y agua que se usaron en cada operación).


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Preparación del Lodo I De la parte de teoria se tiene el balance de materia:

Agua

Bentonita

Lodo I

Las ecuaciones (4) y (5)

(4) (5) Con (4) y (5) calculamos la cantidad de bentonita:

Además:

Lodo grupo 1

m Ben = 151.69 (g)


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Lodo grupo 2

m Ben = 74.24 (g) Incremento de la densidad (preparación del Lodo II) (a partir lodo grupo2)

Lodo I

Baritina

Lodo II

Del balance de materia:

Resolviendo el sistema:

Además:


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m Barita = 26.18 (g) Reducción de la densidad (preparación del Lodo III) (a partir lodo grupo1)

Lodo I

Agua

Lodo III

Del balance de materia:

Resolviendo el sistema:

V agua = 210.81 (cc)

III.

Calcular la gradiente de presión de los lodos medidos.

El gradiente de presión se da por:


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Lodo I: Lodo grupo 1

G Lodo I = 0.459 (psi/pie)

Lodo grupo 2:

G Lodo I = 0.454 (psi/pie) Lodo II:

G Lodo II = 0.467 (psi/pie) Lodo III:

G Lodo III = 0.454 (psi/pie)

IV.

Indicar los grados API para los lodos medidos.


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Lodo I: Lodo grupo 1

ºAPI Lodo I = 1.99 Lodo grupo 2:

ºAPI Lodo I = 3.52 Lodo II:

ºAPI Lodo II = -0.24 Lodo III:

ºAPI Lodo III = 3.52

7. CONCLUSIONES, OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES.En la presente práctica de laboratorio se ha preparado un lodo de perforación bentonítico en base a agua, para esto se han realizado los cálculos necesarios, los dos grupos han formulado dos lodos con diferentes densidades y tipos de bentonita.


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Se ha modificado los lodos, uno incrementando su densidad y el otro reduciéndola aplicando métodos determinados, en el primer caso se utiliza baritina como densificante, en el segundo caso se utiliza agua dulce como diluyente. Para esto se ha realizado los cálculos correspondientes. Se ha determinado la densidad de los dos lodos preparados y de los dos lodos modificados, utilizando una balanza de lodos, la cual ha sido calibrada con agua pura a temperatura ambiente. Cada lodo ha sido medido según las especificaciones obteniendo resultados aceptables. Se ha calculado los errores porcentuales de las densidades de los lodos medidas respecto a las teóricas, en general los resultados son aceptables ya que ninguna de las diferencias porcentuales sobrepasa el 10 %. Es necesario puntualizar que el error producido no se debe solamente a la calibración de la balanza, sino a muchos más factores como ser: las pérdidas de alguno de los componentes durante el proceso de mezcla y medición, errores de redondeo en los factores de conversión de los cálculos, errores de apreciación de las lecturas, cambios de temperatura durante el proceso de mezcla, burbujas de aire muy pequeñas en la muestra de lodo, etc. Se han determinado las gravedades API de los lodos, en general se puede observar que estos se clasifican como sustancias muy pesadas, sobre todo el lodo II que tiene un API negativo el cual no tiene ninguna interpretación física, de esto podemos concluir que la gravedad API solo se aplica para petróleo y no para cualquier sustancia debido a este tipo de restricciones. Las balanzas de lodos se descalibran a acusa de que estas fueron originalmente creadas para medir densidades a temperatura estándar, por eso es recomendable calibrarlas antes de cualquier medición. Al momento de prepara el lodo se recomienda mezclar colocando primero la bentonita y después el agua encima tratando de esparcirla por toda la superficie y no en un solo lugar, esto para evitar tener que utilizar una espátula para mezclar los solido ya que en la espátula se queda un cantidad considerable de bentonita. Univ. Arteaga Soruco Mauricio Alejandro

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Es recomendable lavar los instrumentos antes de utilizarlos, ya que de no hacerlo, elementos contaminantes pueden ingresar al lodo influyendo considerablemente en la densidad y consistencia de este. Al leer la densidad en la balanza, se recomienda aproximar la lectura a la graduación más próxima en lugar de tantear un valor intermedio ya que se estaría introduciendo un error debido a que la balanza no tiene esa apreciación.

8. CUESTIONARIO.I.

Defina fluido de perforación.

Un fluido de perforación es una mezcla heterogénea de una fase continua (agua, aceite u otro) con otra fase discontinua (Bentonita u otro) mas aditivos que están dispersos o disueltos en la fase continua con la finalidad de darle al lodo propiedades adecuadas para que pueda cumplir funciones especificas en la perforación de pozos petroleros.

II.

Defina Barita, bentonita y uso.

Baritina.- Es el agente densificante de mayor importancia en los lodos de perforación, es un mineral compuesto principalmente de sulfato de bario (BaSO4), su gravedad especifica GE varía entre 4.2 a 4.5 lo que lo hace mucho más denso que la mayoría de los sólidos de perforación; es un sólido inerte de grano muy fino entre 2 y 72 (micras). Generalmente es usada en zonas productoras cuando se requieren densidades mayores a 12 (LPG), puede lograr densidades de hasta 20 (LPG) en todo tipo de fluido.

Bentonita.- La bentonita es una arcilla de grano muy fino compuesta esencialmente por minerales del grupo de las esmécticas, con independencia de su génesis y modo de aparición. La bentonita tiene una Ge que varía entre 2.35 – 2.60. La bentonita tiene una gran aplicación en la formulación del lodo, esta es responsable de la viscosidad y la fuerza gel del lodo. Tiene un alto límite líquido. Esto implica que a pesar de que se le añada mucha agua, la mezcla no pierde estabilidad o consistencia.


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Los lodos bentoníticos tienen una propiedad muy importante que los hace muy útiles, cuando un lodo bentonítico es amasado sin que se produzca variación de agua, pierde resistencia, comportándose como un fluido. Sin embargo, vuelve a adquirir esta resistencia una vez que entra en reposo. Esta propiedad permite sacar los recortes a la superficie cuando está en circulación y mantenerlos en suspensión cuando está estático.

III.

Calcular la presión normal que se espera encontrar a las profundidades de 1809 y 2500 (m) en un pozo suponiendo que la gradiente de presión normal es de 0.104 (kg/cm 2 /m), suponiendo que se utilice un lodo de 1.23 (kg/cc) de densidad a esas profundidades. ¿Cuál será la presión diferencial en cada caso?

Datos: H 1= 1809 (m) = 5935.04 (pies) H 2 = 2500 (m) = 8202.10 (pies) G FN = 0.104 (kg/cm 2 /m) = 1.48 (psi/m) = 0.451 (psi/pie) Nos dan una densidad para el lodo de 1.23 (Kg/cc) lo que es absurdo ya que sería un lodo extremadamente pesado. Asumimos: ρ L = 1.23 (Kg/lt) o (g/cc) = 10.26 (LPG)

La presión de formación normal:

P F1 = 0.451 * 5935.04

P F1 = 2676.70 (psi) P F1 = 0.451 * 8202.10

P F1 = 3699.15 (psi) De la ecuación (1) de la parte teórica calculamos presión hidrostática del lodo.


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P H1 = 0.052 * 10.26 * 5935.04 P H1 = 3166.46 (psi) P H1 = 0.052 * 10.26 * 8202.10 P H1 = 4375.98 (psi) La presión diferencial:

ΔP 1 = 3166.46 - 2676.70 ΔP 1 =

489.75 (psi)

ΔP 1 =

676.83 (psi)

ΔP 1 = 4375.98 - 3699.15

IV.

¿Qué importancia tiene la densidad de un lodo en la perforación de pozos?

Los fluidos de perforación cumplen la importante función de mantener bajo control la presión de formación y evitar que colapse el interior del pozo a medida que la barrena o trepano avanza hacia la parte inferior hasta alcanzar la zona productora. El control primario de pozo los ejerce la columna de lodo, esta ejerce una “presión hidrostática”, la cual es función de la profundidad y de la densidad del lodo. Por esto la densidad es muy importante y debe ser conocida durante todo el periodo de la perforación y ser debidamente controlada y modificada, si es necesario, cada que se atraviesa una nueva formación.

Si se conoce la presión y la profundidad de una formación se puede saber la densidad mínima que debe tener el lodo para controlar la presión de formación. Entonces la presión hidrostática debe ser la adecuada continuamente para prevenir que la presión de formación no haga colapsar el pozo causando un cierre, también debe prevenir una caída de presión hidrostática lo que causaría la invasión de fluidos de formación al interior del pozo. Univ. Arteaga Soruco Mauricio Alejandro

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V.


¿Cuáles son los métodos más usuales para reducir la densidad de un lodo?

Frecuentemente es necesario reducir la densidad de lodo sobre todo en operaciones de toma de testigos ya que el lodo que sale del pozo tiene una mayor densidad que cuando ingresó. El método más usado es la dilución, comúnmente se utiliza un líquido diluyente que reduzca la densidad como el agua dulce en caso de ser un lodo en base agua o diesel en caso ser un lodo base aceite. También se practican otros métodos como ser la aeración y la adición de micro- esferas.

VI.

Determinar la densidad de un lodo cuyo volumen de preparación es de 900 (cc). Con una masa de bentonita de 50 (g) y que tiene una gravedad específica de 2.5.

Datos: V L = 900 (cc) m B = 50 (g) GE B = 2.5 ρ B = 2.5 (g/cc) Aplicando el balance de material como se hizo en la parte teórica: (a) (b) Reemplazando V agua de (b) en (a), y luego despejando la densidad del lodo:

Ρ L = 1.033 (g/cc)


Ρ L = 8.608 (LPG)

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VII.


Condiciones básicas para la formulación de los fluidos de perforación.

La formulación de un fluido de perforación es muy importante dado que de ésta dependerá su eficaz desempeño cuando el fluido sea puesto en circulación. A la hora de formular o preparar un lodo de perforación se hace necesario tomar en cuenta una serie de parámetros que permitan que el fluido a formular cumpla con las especificaciones para las cuales ha sido diseñado 1. Información litológica.- Se requiere conocer la secuencia estratigráfica, el tipo de las formaciones, composición, dureza, si es caliza, arenisca, conglomerado, etc. 2. Presiones de formación.- Pueden ser de tres tipos, presiones normales, presiones subnormales y presiones anormales. Las presiones normales, son aquellas que son iguales a las presiones calculadas por el gradiente de presión, las presiones subnormales, son aquellas presiones que resultan ser menores a las presiones calculadas con el gradiente de presión, y las presiones anormales, son aquellas que resultan ser mayores a las presiones calculadas con el gradiente de presión. 3. Análisis de costos.- El costo del lodo es función de la profundidad, hay que considerar también las características del pozo como las presiones anormales. 4. Compatibilidad con la formación.- Se necesita saber que los fluidos de perforación no sean reactivos con la formación, además de que formen un buen revoque y que permitan el control del filtrado.

VIII.

Explique las funciones específicas o básicas y derivadas de los fluidos de perforación.

* Funciones específicas o básicas.- Aquellas que el lodo debe cumplir si o si. Controlar las presiones del subsuelo y estabilizar el pozo.- Toda formación tiene una determinada presión. Si se conoce la presión y la profundidad de una formación se puede saber la densidad mínima que debe tener el lodo para controlar esa presión. Entonces la presión hidrostática debe ser la adecuada continuamente para prevenir que la presión de formación no haga colapsar el pozo causando un cierre, también debe


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prevenir una caída de presión hidrostática lo que causaría la invasión de fluidos de formación al interior del pozo.

Sacar los recortes de formación a superficie.- Al perforar un determinado pozo se generan recortes de formación. La remoción de estos debe ser continua para dejar al trepano el espacio libre para que cumpla su función. El lodo debe ser capaz de acarrear estos recortes a superficie dejando limpio el fondo del pozo. La capacidad de limpieza del pozo es función del caudal de bombeo como de la densidad del lodo y su viscosidad.

Evitar daños en la zona productora.- La producción dependerá de muchos factores de los cuales uno se refiere al daño a la productividad causada por el lodo. El daño causado puede ser por excesiva cantidad de sólidos, por una sobre presión o por la incompatibilidad química del lodo con la formación productora. Es primordial evitar esto.

Evitar al máximo el daño al medio ambiente.- Debido a las tendencias actuales de protección al medio ambiente, los lodos se están diseñando de tal manera que en su composición intervengan productos que no causen o sea mínimo el daño causado al medio ambiente.

** Funciones derivadas.- Derivadas de las funciones específicas. Permitir obtener la máxima información del fondo de pozo a través de registros y muestras.- Un lodo que está perforando en un pozo, continuamente trae información del fondo del pozo que el ingeniero de lodos está capacitado para poder interpretar esta información y poder conocer las condiciones que están en el fondo del pozo.

Formar una película impermeable en las paredes del pozo.- Toda formación atravesada tiene cierta permeabilidad una más que otra, esta permeabilidad es lo que hace posible el paso del fluido a través de las rocas parte del líquido del lodo, llamado filtrado, penetra a horizontes en las formaciones, quedando sobre la pared de la formación una costra de sólidos conocido como película o revoque esta película está muy ligada a la estabilidad del pozo que por lo general debe ser delgada, impermeable, lubricada y no quebradiza.

Enfriar y lubricar el trepano.- Los aditivos agregados (polímeros) ayuda a minimizar las fricciones entre la herramienta de perforación y las formaciones. Al girar la Univ. Arteaga Soruco Mauricio Alejandro

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herramienta al girar o desplazarse genera fricciones con las formaciones el cual se manifiesta como torque, arrastre y resistencia. A medida que se perfora un pozo la temperatura aumenta con la profundidad. El lodo entra desde superficie a bajas temperaturas y al circular a grandes profundidades va extrayendo calor de las formaciones enfriando el pozo.

Alivianar el peso de la sarta de perforación.- El empuje producido por el fluido de perforación soporta parte del peso de la sarta de perforación o de la cañería de revestimiento. Cualquier aumento de la densidad del lodo aumenta el empuje.

Mantener en suspensión los recortes de formación cuando se ha detenido la circulación.- El lodo tiene un propiedad muy importante que es la de mantener en suspensión a los sólidos, gracias a su viscosidad y fuerza gel, con la finalidad de que los mismos no se depositen y obstruyan la perforación del pozo. Se llama tixotropía a la capacidad que tiene el lodo de generar energía en estado de reposo.

Evitar la corrosión de la herramienta.- El lodo debe estar diseñado en el sentido que minimice el efecto de corrosión en la herramienta de perforación. La corrosión es un proceso de oxido-reducción que ocurre sobre la superficie metálica por acción del fluido.

Transmitir energía al fondo de pozo.- El fluido es el medio por el cual se transmite la potencia desde la superficie hasta el fondo del pozo.

9. BIBLIOGRAFIA.Ingeniero Reynaldo Marín D. “Apuntes de clase - Fluidos de Perforación” UMSA-Carrera de Ingeniería Petrolera . “Guía de Fluidos de Perforación y Laboratorio” Fredy Guarachi Laura. “Guía de Fluidos de Perforación y Laboratorio”

Ingeniero Felix Soruco “Apuntes PET 217” Imágenes “www.gogle.com.bo”


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10. ANEXOS.10.1. MEMORIA FOTOGRÁFICA.-

1. Bentonita

2. Agua + Bentonita.

3. Proceso de mezclado Lodo I

4. Lodo I

5. Medición de la densidad I Balanza de lodos.


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6. Reducción de la densidad


7. Proceso de mezclado Lodo II.

8. Medición de la densidad II Balanza de lodos

9. Lodo II.

10.2. HOJA DE TOMA DE DATOS.-


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Balanza Para Lodos

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