Laboratorio Densidad Fluido De Perforacion

INFORME DE LABORATORIO PERFORACION II

PRACTICA 1. PREPARACION DE LA PRUEBA PILOTO - MEDICION DE DENSIDAD Y FILTRACION.

GRUPO 2

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

FACULTAD DE MINAS

MEDELLIN

2012

INTRODUCCION.

El adecuado desempeño de un fluido o lodo de perforación, depende de una meticulosa preparación del mismo, teniendo en cuenta sus propiedades; la densidad, viscosidad, pH, filtración, contenido de sólidos de alta y baja gravedad; con el fin de que aporte las funciones mecánicas y físico-químicas para la formación que se quiere perforar. Algunas de las funciones del fluido de perforación son, el control de presiones de la formación, la capacidad de transporte, la estabilidad del hueco, y dependen en gran parte, de la densidad o peso del lodo, siendo esta, la propiedad de mayor importancia a la hora de preparar un lodo de perforación.

La base o solvente de un fluido, dependerá de las propiedades de la formación a perforar; clasificándose de la siguiente manera:

Figura 1. Clasificación de los fluidos de perforación.*

En esta práctica se prepara un fluido base agua, con un aditivo llamado bentonita. Los diferentes aditivos que se adicionan a los fluidos de perforación sirven para mejorar las propiedades del lodo dependiendo de la propiedad que se requiera mejorar, como, viscosidad, reducción de pH, proporcionar peso al fluido, etc.

Para calcular la cantidad de agua y aditivo, que cumplan con los requerimientos dados se debe tener en cuenta, en el cálculo de balance de masas, las unidades de campo usadas para aplicar los factores de conversión adecuados y obtener las proporciones de agua y aditivo necesarias para preparar el fluido de perforación. El uso de factores de conversión de unidades es importante para manejar las medidas de campo a nivel de laboratorio y facilitar los cálculos.

Para esta prueba, se hace la medición de la densidad y filtración, del fluido preparado con las condiciones dadas. Es necesario tener un conocimiento de los diferentes instrumentos usados para obtener estas mediciones, como la balanza de lodos, el filtro prensa, entre otros; fueron previamente identificados, para conocer su funcionamiento.

MARCO TEORICO.

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.

INSTRUMENTOS Y MATERIALES

Los equipos y materiales usados en esta prueba son:

Balanza de lodos: Se usa generalmente para determinar la densidad del lodo; permite mediciones con una precisión de 0.1 lbm/gal. El brazo está provisto de un nivel tipo burbuja que permite un alance preciso.

Balanza analítica: El empleo de la balanza analítica y la calibración del material volumétrico, es fundamental para poder determinar mediciones exactas en las valoraciones volumétricas. Alto nivel de precisión. Emplean electricidad para determinar masas. Exactitud de 0.1 (Mg.). Cortos periodos de oscilación.

Bentonita: es un mineral compuesto principalmente por la arcilla esméctica Mortmorillonita, que debido a su estructura de capas le confiere las propiedades características de hincharse en presencia de agua. La Bentonita es un material ampliamente usado en lodos de perforación, preparando una suspensión al 6%, se obtiene un control de presiones de formación y estabilización de las paredes.

Agua: Necesario para la preparación de un lodo base agua

Recipiente para realizar la mezcla.

Mezcladores: utilizado para homogenizar la mezcla de bentonita y agua y así evitar grumos y precipitados.

Beaker.

Cronometro.

Papel filtro: El papel de filtro es un papel formado normalmente por celulosa que permite simular el proceso de filtración y depositacion del MudCake (en laboratorio).

Filtro prensa estándar LPLT: La filtro prensa API estándar, de baja temperatura y baja presión (LTLP). se opera a una presión de 100 psig (6.8 atm). Se utiliza para determinar el filtrado o pérdida de agua que pasa hacia la formación cuando el fluido es sometido a un diferencial de presión. El volumen de filtrado recogido en un periodo de 30 minutos, es reportado como la perdida de agua estándar.

PROCEDIMIENTO E INFORME DE RESULTADOS.

BALANCE DE MATERIALES.

Se realiza el balance de materiales, necesario para preparar el lodo con los requerimientos de volumen y densidad pedidos a cada grupo.

ρ_f=8.7 lbm/gal

V_f=1.5 L

Cálculo y Resultados del Balance de Materiales:

V_Bentonita+ V_H2O=V_f

〖V_(f )-V〗_Bentonita =V_H2O

V_Bentonita (21.66)+V_f (8.33)-V_Bentonita (8.33)=V_f ρ_f

V_Bentonita (21.66-8.33)=V_f ρ_f-V_f (8.33)

V_Bentonita=(V_f (ρ_f-8.33))/(21.66-8.33)=0.011 gal=0.040 L

V_H2O=0.3962gal-0.011 gal=0.385 gal=1.458 L Agua

m_Bentonita=V_Bentonita ρ_Bentonita

0.011 gal ×21.66 lbm/gal=0.23 lbm=104.32 gr Bentonita

Se pesa 104.32 gr de bentonita, y se toma un volumen de 1,458 L de agua; calculadas de la prueba piloto.

Se mezcla con batidoras los componentes del lodo hasta tener un fluido homogéneo y sin grumos, este proceso toma más o menos un tiempo de 30 a 40 min.

DENSIDAD.

Se procede a medir la densidad en la balanza, teniendo en cuenta los siguientes pasos:

La base del instrumento debe estar asentada sobre una superficie uniforme, se puso sobre una mesa.

Mida la temperatura del fluido, para este laboratorio no se tuvo en cuenta la medida de la temperatura.

Llene la taza, que deberá estar limpia y seca, con el fluido a ser sometido a prueba.

Ahora tape la taza llena y gire la tapa hasta que quede bien asentada.

Asegúrese de que parte del fluido sea expulsado a través del orificio en la tapa, para así poder liberar el aire o gas que haya quedado atrapado.

Lave o limpie el fluido que haya quedado en la parte exterior de la taza.

Coloque el brazo sobre el soporte de la base y equilíbrelo moviendo la guía deslizante a lo largo de la escala graduada. El equilibrio se logra cuando la burbuja se encuentra bajo la línea central.

Lea la densidad en el borde de la guía deslizante que mira hacia el filo de cuchilla.

Registre la densidad con una precisión de 0,1 lbm/gal o 0,5 lbm/ft3 (0,01 g/cm3).

Con base en las cantidades necesarias para la mezcla del lodo y luego de su preparación, procedimos con la medición de la densidad (proceso explicado anteriormente).obtuvimos el siguiente resultado:

ρ_lodo=8.7 lbm/gal ±0,1 lbm/gal

Luego de este procedimiento se compara la densidad calculada con la densidad medida. Calculando el porcentaje de error y si analizan las posibles causas de error.

ρ_Experimental=8.7 lbm/gal

ρ_Teorico=8.7 lbm/gal

(ρ_(Experimental )-ρ_Teorica)/ρ_Teorica ×100

(8.7-8.7)/8.7×100=0%

Inicialmente presentamos inconvenientes con la mezcla de la bentonita y el agua lo que ocasionó grumos y precipitados que no eran fáciles de disolver y por esta razón decidimos iniciar nuevamente el proceso de mezcla y así evitar un posible incremento en el porcentaje de error. Al momento de mezclar nuevamente los componentes realizamos el proceso de manera correcta (este procedimiento se explica en el procedimiento), lo que se vio reflejado en la densidad final obtenida que coincidía con la esperada y por lo tanto el porcentaje de error fue 0%

FILTRACION

Los pasos para realizar la filtración son:

Asegurarse de que cada pieza de la celda este limpia y seca, y que los empaques no estén deformes o gastados. Se vierte la muestra de fluido en la celda y es completado el ensamblaje con el papel filtro en su lugar.

Es colocada una probeta seca por debajo del tubo de drenaje, para que reciba el filtrado. Se debe cerrar la válvula de alivio y ajustar el regulador de manera tal que

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