ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL FACULTAD DE INGENIERÍA EN CIENCIAS DE LA TIERRA
LABORATORIO DE PETROLEOS
TEMA: Determinación de la Densidad de Lodos de Perforación
PARALELO: Nº 1
AUTOR(ES): Edwin Alberto Catuto Freire Mayra Alejandra Cepeda López María Graciela Loja Sánchez Jean Carlos Sánchez Jinez
TUTORES: Ing. Bryan Xavier Medina Rodríguez Ing. Xavier Alexander Salas Barzola
Objetivo general Determinar la densidad de un lodo de perforación formado a partir de bentonita.
Objetivos específicos Aprender el adecuado uso y procedimientos de una balanza de lodos. Preparar un lodo de bentonita al 8% Aplicar las fórmulas para las conversiones correspondientes Analizar el tipo de lodo obtenido y de qué manera influye en una perforación
Marco teórico El lodo es una suspensión de arcilla en agua, con los aditivos necesarios para cumplir las siguientes funciones:
Extraer el detritus o ripio de la perforación.
Refrigerar la herramienta de corte.
Sostener las paredes de la perforación.
Estabilizar la columna o sarta de perforación.
Lubricar el rozamiento de esta con el terreno.
Se distinguen diversos tipos de lodos en función de su composición. Por una parte están los lodos elaborados de los cuales existen diferentes tipos siendo los más frecuentes los preparados a base de arcillas especialmente bentoníticas, en cuya composición predominan los filosilicatos del grupo de la montmorillonita (AUREUM, 2010). El lodo bentonítico o lodo de perforación es una mezcla de agua con bentonita, un tipo de arcilla muy densa. Es utilizado para perforar pozos de sondeo y muy frecuentemente, mientras se perforan pozos de petróleo y gas natural. Además, se usa para trabajos más sencillos como los pozos de agua. Existen lodos en base de agua y otros no acuosos en base de petróleo (Davila, 2013).
Los lodos de perforación tienen una serie de propiedades que deben controlarse para su buen funcionamiento. Una de ellas es la densidad su función es el mantener a los fluidos contenidos dentro del agujero en el yacimiento durante la perforación, manteniendo de este modo la presión requerida que ejercen las paredes del agujero. Las unidades comunes de densidad son 3
las libras por galón (lb/gal), libras por pie cúbico (lb/ft ), kilogramos por centímetro cúbico 3
3
(kg/cm ) y gramos por centímetro cúbico (gr/cm ); siendo esta última la más utilizada en el campo (Tovar, 2015).
Materiales Está Compuesto de:
Agitador o Shaker
Vaso de agitación
Balanza
Balanza de lodos
Espátula
Probeta de 500 ml
Bentonita
Agua destilada
Primero se debe calcular la cantidad de bentonita necesaria para formar un lodo a la concentración indicada.
Se coloca sobre la balanza tarada un papel filtro y sobre él se coloca la cantidad de bentonita requerida, en nuestro caso como se necesita formar una concentración del 8% fue necesario pesar 28 gramos de bentonita.
En una probeta se toman 350 ml o cc de agua destilada
En un vaso de agitación se coloca el agua junto con la bentonita para realizar la mezcla al 8%
Se coloca el vaso en el Shaker para que se realice una mejor agitación y se produzca una mezcla homogénea.
Previamente se debe calibrar la balanza de lodos, para ello es necesario llenar de agua la copa de la balanza y taparla, luego mover la pesas hasta 8.4 lb/gl que es la densidad del agua, observar si el indicador con burbuja se encuentra centrado, una vez que se encuentre a nivel, se procede a calibrar el contrapeso si es necesario.
Una vez que la balanza de lodos se encuentre calibrada, se procede a llenar la copa de la balanza con el lodo obtenido, luego se procede a mover la pesa hasta que la burbuja indique cuando la barra esté a nivel. Se procede a tomar el valor obtenido que corresponde a la densidad del lodo.
Finalmente limpiar el equipo utilizado
Densidad del Lodo al 8%
8.7 lb/gl
Para calcular la cantidad de Bentonita necesaria para formar un lodo al 8% se procedió a realizar una regla de 3 simple
Como la relación es de 1g de bentonita por cada cc entonces se puede decir que se necesitan 28g de bentonita para una mezcla con 350 cc de agua
El método utilizado fue un método directo y simple, la densidad obtenida fue de 8.7 lb/gl, lo cual muestra que es una densidad relativamente baja, este valor es bastante preciso y confiable ya que el lodo preparado fue de una concentración del 8%. Lo que nos dice que la densidad va a ser cercana a la densidad del agua debido a su baja concentración. La balanza de lodos es un instrumento fácil de manejar y su calibración no requiere mayores procedimientos, el inconveniente al utilizar este método es que depende directamente de la mano humana, por lo que las mediciones estarán sujetas a errores por falta de precisión o interpretación de los analistas. Las propiedades físicas de un lodo de perforación como la densidad permiten facilitar el proceso de perforación de un pozo petrolero, ya que esta propiedad permite mejorar la velocidad de perforación, controlar la estabilidad del pozo, remover los sólidos que pueden depositarse en el pozo, entre otros. Es por ello que si un lodo tiene una baja densidad puede ocasionar que las paredes del pozo se colapsen o que el pozo sea inestable. Si la densidad es muy alta puede impedir una adecuada perforación, se va a ocasionar una pérdida en la circulación del pozo y un posterior daño a la formación. Este estudio nos permite analizar la densidad del lodo adecuado para cada pozo petrolífero.
Tener precaución al manipular la balanza de lodos y el vaso en donde se va a colectar la muestra, ya que son un material delicado.
Calibrar la balanza de lodos antes de realizar la práctica, ya que puede requerir algún mantenimiento especial
Utilizar los implementos de seguridad adecuados como guantes, mandil y gafas.
Trabajar a distintas concentraciones de lodos para comparar como varía la densidad a medida que las concentraciones aumentan
Realizar ensayos con diferentes muestras para tener diferentes resultados y poder compararlos posteriormente.
Fig.1 Pesando bentonita.
Fig.3 Llenado de la copa con el lodo.
Fig.2 Mezcla de lodo en el Shaker.
Fig.4 Midiendo la densidad del lodo.
AUREUM. (2010). Miliarium. Obtenido de http://www.miliarium.com/proyectos/estudioshidrogeologicos/anejos/metodosperfor acion/lodos_perforacion.asp Davila, K. (2013). Mis Respuestas. Obtenido de http://www.misrespuestas.com/que-es-el-lodobentonitico.html Hernandez, J. (2013). El Rincon del vago. Obtenido de http://html.rincondelvago.com/viscosimetro-saybolt.html Táchira, U. N. (2015). Núcleo de Termofluidos. Obtenido de https://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:CjoHcx0lINIJ:https://uvirtu al.unet.edu.ve/mod/resource/view.php%3Fid%3D82681%26redirect%3D1+&cd=5&hl= es&ct=clnk&gl=ec Tovar, F. (2015). Lodos de Perforacion. Obtenido de http://www.academia.edu/6517966/IMPORTANCIA_DE_LOS_LODOS_DE_PERFORACI %C3%93N Wikipedia. (9 de 10 de 2016). Wikipedia. Obtenido de https://es.wikipedia.org/wiki/Adhesi%C3%B3n
