Instituto Universitario de Tecnología De Administración Industrial Extensión Valencia-Ampliación San Joaquín
Medición de las propiedades reológicas del lodo de perforación.
Facilitador:
Ender Laya
Participantes: Alexander López CI: 22514560 22514560 Daynor Dasilva CI: 18692869 Joneiker Rojas CI: Especialidad: Tecnología Petrolera. Semestre: III. Turno: Diurno Sección: 01
Valencia Noviembre, 2013
Introducción En la siguiente práctica #2 de laboratorio de lodos correspondiente a la medición de las propiedades reológicas de un fluido a base de agua bentonita en la cual haciendo los procedimientos necesarios se puede determinar la viscosidad, la densidad y el pH de la muestra. Es muy importante la realización de esta practica ya q nos servirá mas adelante en el campo laborar para preparar los diferentes tipos de lodos que se usan en las industrias de perforación. Para la realización de esta practica de laboratorio se necesitaron instrumentos como balanzas de lodos, embudo march, cintas para la medición del pH y cronómetros para garantizar que las pruebas reo ló gicas sean realizadas de la manera más satisfactoria por los estudiantes del IUTA. Las ventajas de los resultados de la practicas nos serán útil para conocer los valores que debemos manejar aproximadamente a la hora de realizar algunos de estos tipos de lodos en otros lugares. El procedimiento de dicho ensayo hace que nos refiramos a pruebas experimentales como vertir el lodo en el embudo, medir el tiempo con el cronometro, determinar el pH a través de la cinta, con la balanza de lodos determinar su densidad y así reflejar las ventajas de estos procedimientos al momento de ser aplicados en el campo petrolero.
Objetivos General: Medición de las propiedades Reológicas del lodo de perforación
Objetivos Específicos: Determinar las propiedades reológicas de un lodo de perforación formulado en el laboratorio. Caracterizar r identificar una muestra de lodo base agua. Trabajar con el embudo marsh. Trabajar con balanza de lodos. Determinar la viscosidad, tiempo de gel, la densidad, el contenido de arena, y el pH a una muestra de lodo base agua con bentonita. Determinar la viscosidad de un lodo base agua a la temperatura ambiente. Formar equipo de trabajos.
Tabla de Materiales e Instrumentos. Tabla N°1. Materiales e Instrumentos de Laboratorio.
Descripción
Dimensión
Embudo Marsh
S/D
Beaker
50 ml y 100 ml
Cilindro graduado
100 ml y 500 ml
Soporte Universal
S/D
Cronometro
S/D
Balanzas de lodo
Cant/requerida
Tubo de % de arena
S/D
pH-metro
0-14
Licuadora
S/D
Espatula
Grande
Nuez doble
S/D
Varilla de vidrio S/D Lodo ¼ de galon Autor (es): López, Rojas y da Silva; 2013.
Uso Un embudo de forma cónica el cual el lodo fluye bajo la presión de la gravedad es un recipiente cilíndrico de vidrio fino que se utiliza muy comúnmente en el laboratorio, sobre todo, para preparar o calentar sustancias y traspasar líquidos es un instrumento volumétrico, hecho de vidrio, que permite medir volúmenes y sirve para contener líquidos. donde se sujetan las pinzas de laboratorio, mediante dobles nueces. Para medir el tiempo. Un dispositivo para medir la densidad (peso) de un lodo. Instrumento para medir el porcentaje de arena en un crudo. es un sensor utilizado en el método electroquímico para medir el pH de una disolución. Sirve para triturar o mezclar. se utiliza en el laboratorio para recoger sólidos Se usa para sujetar otros materiales. Se utiliza para agitar. Lodo de perforación.
Fuente: Manual de Prácticas y Asesoramiento para Elaboración de Informes Técnicos del Laboratorios de lodo. Comentarios: Esta tabla muestra parte de los instrumentos que se utilizaran durante la siguiente práctica de laboratorio.
Basamento Teórico Los lodos de perforación son fluidos que circulan en los pozos de petróleo y gas para limpiar y acondicionar el hoyo, para lubricar la broca de perforación y para equilibrar la presión de formación. Los lodos de perforación típicamente usan agua o petróleo como fluido base. En años recientes, los lodos de perforación a base de sintéticos formulados empleando éster, éteres o polialfaolefinas como fluidos de base, se encuentran disponibles como alternativas. La información existente sugiere que los lodos de perforación a base de sintéticos son relativamente no tóxicos en los ambientes marinos y tienen un alto grado de biodegradación. A fin de minimizar la cantidad de petróleo descargada dentro del ambiente marino, los operadores deben, en lo posible, utilizar lodos a base de agua o a base de sintéticos. El uso de un lodo a base de petróleo requerirá de aprobación específica y estará limitado a los pozos, o porciones de los mismos, donde los requerimientos de perforación sean tales que el uso de lodos a base de agua o a base de sintéticos no sea práctico. Si se aprueba un lodo a base de petróleo, el contenido aromático del petróleo base deberá ser de 5 % o menos y el petróleo no deberá ser acentuadamente tóxico de acuerdo a su medición por medio de pruebas estándares de toxicidad. Los lodos de perforación a base de petróleo, remanentes luego de un cambio de lodo de perforación o de la completación de un programa de perforación, deben ser recuperados y reciclados o transferidos a la costa de una manera apropiada, según la reglamentación local. Los lodos de perforación a base de agua que hayan sido usados o que hayan sobrado, podrán ser descargados desde las instalaciones marinas, sin
tratamiento, a 3 metros o más de profundidad de la superficie, siempre y cuando no contengan aditivos químicos tóxicos o con hidrocarburos. Los operadores deberán, sin embargo, desarrollar procedimientos que reduzcan la necesidad de la disposición a granel de estos lodos, ya sea después de un cambio de lodo de perforación o de completar un programa de perforación. Las propiedades reológicas estudian el comportamiento de los fluidos sometidos a carga mecánica. La estructura sólida, al tener forma definida, cuando se somete a carga se deforma y se tensiona. Sin embargo la estructura líquida, al no tener forma definida, cuando se somete a carga no se deforma sino que al cambio producido en la posición de los átomos se le llama fluencia, y tampoco se produce tensión, ya que esta se libera con la fluencia. Viscosidad La propiedad que define el comportamiento reológico es la Viscosidad. La viscosidad es la resistencia que opone un fluido a la fluencia. Lo contrario de la viscosidades la Fluidez. La viscosidad (V) se define como la relación entre la presión (P) o carga ejercida y la tasa de deslizamiento (TD), según la fórmula: V=P/TD Todo esto se entiende muy bien si introducimos un fluido en una jeringa ya pretamos el embolo (P); si sale poco fluido por el extremo (TD) decimos que el fluido es viscoso, si sale mucha cantidad decimos que es fluido. La viscosidad de un líquido no siempre es constante, suele estar relacionada con otras variables.2.1. Reología La Reología es una disciplina científica que se dedica al estudio de ladeformación y flujo de la materia o, más precisamente, de los fluidos. La palabrareología proviene del griego la cual significa fluir. A pesar de que la Reología pudiera cubrir todo lo que tiene que ver con los Comportamientos de flujo en aeronáutica, mecánica de fluidos e inclusive la mecánica de sólidos, el objetivo de la Reología está restringido a la observación del comportamiento de materiales sometidos a deformaciones muy sencillas. Por medio de la observación y del conocimiento del campo de deformación aplicado, el reólogo puede en muchos casos desarrollar una relación constitutiva omo del oma temático que permite obtener, en principio, las funciones materiales o propiedades que caracterizan el material. Las funciones materiales y relaciones
constitutivas tienen varios usos en la práctica, dependiendo del objetivo del estudio de cada tipo de material. En tal sentido pueden distinguirse dos objetivos principales:1. Predecir el comportamiento macroscópico del fluido bajo condiciones de proceso para lo cual se hace uso de las relaciones constitutivas y de las funciones materiales.2. Estudiar de manera indirecta la microestructura del fluido y evaluar el efecto de varios factores sobre dicha microestructura. Para esto se comparan las funciones materiales o propiedades reológicas Los fluidos que son del interés de la Reología presentan una gama de comportamientos que van desde el viscoso Newtoniano hasta el sólido elástico de Hooke, que serán definidos
más
adelante.
Dentro
de
esta
categoría
pueden
conseguirse
innumerables materiales tales como el yogurt, la mayonesa, la sangre, las pinturas, las grasas y muchos más. Las pruebas de las propiedades reológicas de los fluidos son determinados con la finalidad de observar de manera práctica a través de ensayos de laboratorios que el fluido sigue con las propiedades iniciales y que cumplan con la función por la cual fueron creados, este ensayo se realiza con instrumentos y materiales para facilitar su medición como cintas de pH, balanza de lodos para cálculo de la densidad, embudo mach para la medición de la viscosidad para viscosificar la muestra si es necesario. Obteniendo los siguientes datos de viscosidad de 115 seg en un lodo a base agua bentonita, una densidad definida ya que la balanza de lodos nos muestra dos medidas, y el pH a través del método de la cinta en la primera oportunidad fue 8 y en la segunda agregando un viscosificante como NaOH el pH es 9. Se puede llegar a la conclusión que son muy importantes estas pruebas para tener un seguimiento del lodo al momento de una perforación.
Procedimiento. 1.) Medir 1000ml de la muestra de lodo en un beaker y agitar la muestra con una varilla de vidrio por un minuto. 2.) realizar el montaje del soporte universal. Fin de la práctica
3.) tapar con un dedo el orificio del embudo y verter la muestra del fluido a través del tamiz hasta q el nivel de la muestra llegue a la cara inferior de tamiz
13.) registrar el valor indicado como % de solido.
13.) colocar en un tubo de centrifuga 100ml del lodo diluido y dejar sedimentar
4.) retirar el dedo que tapa el orificio del embudo y simultáneamente activar el cronometro
12.) filtrar en una malla mesh200
5.) Registrar el tiempo que tardo en llenarse un cuarto de galón en el beaker como la viscosidad por el embudo marsh
11.) Calcular el contenido de arena a la muestra de lodo. Verter 50ml de lodo en un cilindro graduado con 450ml con agua destilada
10.) calcular el ph de la muestra en un beaker de 100ml, añadirla aproximadamente 80ml de lodo y proceda a introducir el phmetro en la muestra siguiendo las instrucciones y anote.
6.) medir y registrar la temperatura de la muestra de lodo
7.) calcular la densidad de la muestra en una balanza de lodos
9.) indicar con el pulsor de la balanza hasta obtener el equilibrio. Registre el valor que indica el pulsor.
8.) trasvasar el lodo al cilindro de la balanza de lodos..
Tabla N° 2. Caracterización de la muestra.
Características Procedencia Día Fecha Estado Olor Color Densidad Cantidad de Ebullición Punto de Fusión. Autor (es): López, Rojas y da Silva; 2013. Fuente: Manual de Prácticas y Asesoramiento para Elaboración de Informes Técnicos del Laboratorios de lodos. Comentarios: Esta tabla nos muestra la caracterización de cierta sustancia que se utilizara en dicha práctica para la determinación del porcentaje de agua y sedimentos.
Tabla N° 3. Muestra.
Muestra
M
V
Densidad
Autor (es): López, Rojas y da Silva; 2013. Fuente: Manual de Prácticas y Asesoramiento para Elaboración de Informes Técnicos del Laboratorios de lodos. Comentarios: Esta es quien nos permite sacar los datos de la muestra q vamos a desarrollar en el laboratorio.
Referencias Bibliográficas.
htt://www.monografias.com/trabajos15/informelaboratorio/informelaboratorio.sht ml htt.// es.wikipedia.org/wikicentrifugaciionns-de-laboratorio.com Manual de Prácticas y Asesoramiento para Elaboración de Informes Técnicos del Laboratorios de Petróleo y Gas.
ANEXOS
Anexos
Anexo N° 1: lodo de perforación.
Anexo N° 3: Embudo marsh y cronometro.
Anexo N° 2: ph-metro.
Anexo N° 4: nuez doble.
