UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO DE MONAGAS ESCUELA DE INGENIERÍA DE PETRÓLEO LABORATORIO DE PERFORACIÓN
PROFESOR:
REALIZADO POR:
Díaz, Jaime
Campos, Lenny. CI:
Sección 02
Rivera, Rozaiyelis. CI: 20648458
Maturín, diciembre 2014
INTRODUCCIÓN
El lodo de perforación no es más que un fluido circulante generalmente a base de agua o aceite, cuyas propiedades han sido modificadas y controladas por sólidos y líquidos disueltos o mantenidos en suspensión; su función principal es extraer los recortes de la mecha hacia la superficie durante las actividades de perforación de pozos. Existen varios tipos de fluidos de perforación, en esta practica trabajaremos con un fluido base agua, también conocido como fluido de arranque, usados para comenzar la perforación del pozo. Se encargan de incrementar la viscosidad y construir revoque, el más usado es el sistema agua-gel que es el utilizado en la práctica. Los fluidos agua- gel tienen como ventajas una buena capacidad de acarreo, buena limpieza del hoyo, pueden ser densificados y no densificados, una viscosidad controlada y control de filtrado, son bastante económicos ya que se puede utilizar hasta 4000' con pequeñas adiciones de Cal ahorrando dinero y tiempo. Se tendrán como referencia 2 tipos fluidos, uno densificado y el otro contaminado con agua salada; a los cuales se le harán los análisis detallados de las propiedades físicas y químicas y conocer así el comportamiento del fluido a ser contaminado. El agua salada contiene iones de Mg++ y Ca++ que son los más perjudiciales. Estos pueden generar un influjo del agua salada hacia el hoyo perforado por el efecto del diferencial de presión entre la columna hidrostática generada por el fluido de perforación y la presión de la formación; generando como consecuencia un aumento del volumen de fluido en el sistema, de las propiedades reológicas, de la perdida de filtrado y de los cloruros; y una disminución de Ph y de alcalinidades. Esto se debe a que la sal al entrar en contacto con el agua se disocia, donde el ion cloro aporta carga negativa a la arcilla (provocando floculación por efecto masa). Al agregar bentonita al agua la misma se dispersa formando una solución coloidal y que al ir aumentando la concentración, el sistema va adquiriendo viscosidad debido a las propiedades que tiene la arcilla de absorbe y retener agua que es un proceso de hidratación bastante desarrollada que tiene esta arcilla en particular.
COMPOSICIÓN DEL FLUIDO:
Agua= 649.11cc
Potasa= 2gr
Bentonita= 30gr
Barita= 159.4gr
Agua+ 22lpb Bentonita+ 1.5lpb Potasa+ Barita (ρ=10lpg, Vt=2bbl)
Adición de 20ml de Agua +10gr de Sal (NaCl)
Propiedades/ Fluidos
Agua Gel densificado
Con agua salada
ρcalculada /ρmedida
10/10
10/10
%sólidos/%líquidos
95/5
87/13
Vp (cps)/Pc(lbf/pie 2)
5/0
7/28
Geles 10´/10´´
2/3
20/19
41/3/32
24.5/8/32
Pm/Pf/Mf (cc/AS)
0.8/0.6/0.8
0.8/1.0/0.6
Ph/Cl-1 /Ca+2(mg/lt)
11.72/100/0
12.10/1300/0
MBT (lb/bbl)
15
22.5
(lpf/100pie2) Filtrado (cc/30min)/revoque (pulg/32)
Tabla de resultados
PROPIEDADES FISICAS Se refiere al peso del lodo por unidad de volumen. Los fluidos de alta densidad facilitan la limpieza del pozo aumentando las fuerzas de flotación que actúan sobre los recortes, lo cual contribuye a la remoción del pozo. La densidad observada en el fluido 2, se mantuvo constante tanto en el densificado, como en el contaminado con agua salada; ya que los 10gr de sal no fueron significantes para variar la densidad de dicho fluido. Se define como la resistencia que ejercen los fluidos a fluir debido a la fricción mecánica entre las partículas solidas contenidas en el lodo y la fase liquida continua. Al contaminar el fluido con agua salada; ocurrió un aumento de la viscosidad plástica; indicando que posee mayor resistencia al flujo por la fricción mecánica de las partículas suspendidas, es decir, que dichas partículas tienen mayor tamaño, forma y cantidad de las mismas en la composición del sistema agua-gel densificado. Es la medida de la resistencia de un fluido a fluir, causada por las fuerzas de atracción entre las partículas; es decir,
la interrelación de fuerzas
positivas y negativas (electrostáticas). Al fluido agua-gel contaminado con agua salada, experimenta un incremento de los iones Na+, éstos interactúan con las superficies de las partículas dispersas ocasionando mayores fuerzas de atracción en el sistema que contribuyen a crear mayor resistencia a fluir del lodo por causa de la floculación. Es por ello, que presento resultados mayores que el fluido agua-gel densificada. Es la fuerza mínima de corte para poner el lodo en movimiento luego de un periodo de tiempo en reposo; existen geles de 10seg y 10min. En el lodo contaminado con sal aumentaron dichos esfuerzos, esto se debe a que el lodo desarrolla condiciones de tixotropía ya que mantiene en suspensión los sólidos indeseables; generalmente se usa para la realización de viajes de tubería. No es más que la cantidad de sólidos y líquidos contenidos en el lodo
Mide la concentración de iones de hidrogeno (H+) contenidos en una sustancia, y se realiza para el control de fluidos de perforación. Las condiciones de equilibrio químico de un lodo marcan la estabilidad de sus características. En un sistema agua-gel; cuando se está en presencia de contaminación con salmuera que es generada por el influjo del mismo hacia el lodo de perforación provocan en vez del aumento una disminución del pH; sin embargo en la práctica realizada hubo un aumento, cuyas causas se debieron a mala utilización del equipo, falta de calibración o toma inadecuada de la lectura. son las acciones que generan los fluidos de perforación sobre las paredes del hoyo; el revoque tiene como función principal crear un barrera en las paredes del hoyo para evitar gran cantidad de invasión de liquido hacia la formación. En el caso de un fluido contaminado con agua salada, este debe presenciar un aumento de la perdida de filtrado; ya que la sal desintegra el revoque.
PROPIEDADES QUIMICAS
Pm: se refiere a la alcalinidad total del lodo que nos da la fenolftaleína.
Pf: es la alcalinidad del filtrado a la fenolftaleína y consiste en conocer la cantidad de iones de hidroxilo y carbonatos que tiene el lodo.
Mf: es la alcalinidad del filtrado al naranja de metilo y sirve para conocer la cantidad de ion de bicarbonato y carbonatos que tiene el lodo. La alcalinidad no es más que el exceso del número de iones de oxidrilo sobre el número de iones hidrogeno en una solución acuosa. En una solución neutra el número de iones de hidrogeno y oxidrilo es el mismo. Normalmente en un sistema de lodo agua-gel al estar contaminado con agua salada; las alcalinidades tienen a disminuir, sin embargo en los resultados obtenidos en la práctica, se cumplió esta condición en el valor de Mf; ya que en el de Pm se mantuvo constante y hubo un aumento para el Pf. Consiste en la determinación de la contaminación con sal.
La prueba de cloruro, es muy importante en las áreas donde la sal puede contaminar el fluido de perforación. Mediante la realización de esta práctica se observó que la muestra del sistema agua-gel contaminada con agua salada presento mayor cantidad de cloruros con
respecto a la muestra no contaminada; debido a que al tener agua salada tiene mayor cantidad de iones de cloro presentes en el filtrado del lodo, donde una alta concentración de cloruro causa efectos adversos en un fluido base de agua. Se encarga de medir la dureza del agua; es decir, en esta prueba se estudia a través de un análisis de dureza los ppm de calcio y magnesio presentes en el fluido, para proceder a introducir los correctivos necesarios y evitar el efecto nocivo de estos contaminantes. En la práctica realizada, los valores de dureza y contenido de calcio fueron igual a cero (0) debido a que al no estar contaminado con cemento; y al no ser la sal un factor que mida dicha propiedad es evidente dicho resultado. también conocido como la capacidad de intercambio catatónico; el MBT son cationes intercambiables de la arcilla de la capa unitaria. El aumento obtenido en la muestra contaminada con sal representa al mayor número de arcillas reactivas presentes en el lodo.