LABORATORIO DE “FLUIDOS DE PERFORACION”
2018
Laboratorio N°10 Preparación de Lodo densificado con sólidos de formación 1.-OBJETIVO GENERAL.Elaborar un lodo contaminado con cal hasta llegar a flocularlo, para luego desflocular con agua y dispersante.
2.-INTRODUCCION.
Preparar un lodo bentónico extendido-activado que será el lodo base Determinar las propiedades del lodo base Agregar cal hasta flocular el lodo base Desflocular el lodo con agua y dispersante. Determinar las propiedades del lodo desfloculado.
3.-Parte experimental.INSTRUMENTOS DE MEDICION USADOS, DESCRIPCION DE LOS MISMOS.Para el presente laboratorio utilizamos los siguientes instrumentos: Balanza de Lodos.Es un dispositivo para medir la densidad (el peso) de lodo, cemento u otro líquido o lechada. Mide los valores en las unidades: Libras por galón (lpg-ppg), Libras por pie cubico (pcf), Kilogramo por metro cubico (kg/m 3)
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El Reómetro.Es un instrumento que se utilizan para medir la forma en que fluye un líquido. Este instrumento se usa para medir la reología de los fluidos.El reómetro permite someter a los fluidos a diferentes tipos de deformaciones controladas y medirlos esfuerzos o viceversa. Algunas de las propiedades reológicas que determinaremos son:
La viscosidad plástica (VP.), se expresa en Cps. El Punto cedente (PC.)/Yield Point (YP.) que se expresa en lb/100ft 2
Partes y funci ones
1) Cilindro giratorio.- Es el que mantiene en movimiento el lodo gracias al mecanismo de unión con la manivela de revoluciones. 2) Resorte de restitución.- es el que aporta con una fuerza opositora al movimiento vertical hacia arriba cuando se ha asentado el cilindro giratorio en el lodo. 3) Dial de lectura directa.- Es un dispositivo ubicado en la parte superior del reómetro, el que me permite leer los datos que me determina el reómetro acerca de las propiedades de viscosidad del lodo. 4) Palanca pocesionadora de velocidades.-Es una parte del reómetro que me permite regular o posesionar el tipo de velocidad a la lectura que quiero determinar: como ser L600, L300 y gel. 5) Manivela de revolución.- Es el mecanismo con el cual agito el lodo para determinar las lecturas en el dial de lectura. 6) Perillas o sistema de engranajes.- Es un instrumento mecánico utilizado para transmitir potencia de un componente a otro dentro de una máquina, en este caso el reómetro.
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Agitador.Es un instrumento usado en el laboratorio de lodos, consiste de las paletas y una base, cuya función es agitar el lodo formado por las sustancias a usar. Partes y funciones
Base.-Es una parte del mesclador el cual me sirve como sostén del vaso contenedor, para así determinar el apoyo firme de este y permitir que las paletas hagan su trabajo. Paletas.-Es aquella parte del agitador que permite agitar las diferentes sustancias para así poder hacer el lodo.
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Vaso contenedor.Es un recipiente que tiene la capacidad de almacenar cualquier tipo de fluido, en este caso de la experiencia LODO.
Probeta.Es un material de laboratorio compuesto de vidrio, se emplea para medir el volumen de los líquidos.
Papel PH.Es un tipo de papel que se usa en el laboratorio para determinar de manera cualitativa el pH de las sustancias. Viene en forma de tiras delgadas cortadas en trozos o enrolladas en un dispensador, el cual trae un patrón con las diferentes tonalidades con las que se puede comparar la coloración que adopta el papel al mojarlo con la solución en cuestión y determinar así el grado de acidez de la
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misma. Así determinaremos si la solución es ácida (cambia su color a rojo) o básica (cambia a color azul).
DESCRIPCION DE LOS REACTIVOS UTILIZADOS: Soda Cáustica:El nombre común del hidróxido de sodio [NaOH]. La soda cáustica se utiliza en la mayoría de los lodos a base de agua para aumentar y mantener el pH y la alcalinidad. Es un material peligroso de manipular porque es muy cáustico y emite calor cuando se disuelve en agua. El entrenamiento y el equipo adecuados son necesarios para manipularlo con seguridad.
Agua: Uno de los principales usos que se hace del agua en la industria petrolera, es el utilizado para algunos procesos especiales, como el de acceder a combustibles que se encuentran en los yacimientos no convencionales, uno de estos procesos es el de laFracturación Hidráulica.
Otros usos que se le suele dar al agua en la industria son: Producción Tratamiento, distribución e inyección de agua Distribución de agua en el subsuelo Cuidado con la integridad de los pozos inyectores, así como instalaciones de superficie
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Bentonita: Se utiliza para fortalecer la viscosidad y controlar el filtrado, fortalece el revoque en las paredes del pozo y suspende los sólidos perforados.
Incrementa la capacidad de limpieza del lodo. Proporciona estabilidad en las formaciones no consolidadas y desmoronables. Su rendimiento es aproximadamente el doble que el de las bentonitas comunes. Se mezcla fácilmente para dar un lodo de alta viscosidad.
Extendedor de bentonita : Posee un alto peso molecular.Aumenta la viscosidad de todas las bentonitas de origen natural. Y provee excelentes características reologicas a la bentonita. Posee una viscosidad aparente de 35 a 38 cps.
Además es aplicable en fluidos de perforación base agua para incrementar la viscosidad.
Sólidos de formación (Arcilla):
La arcilla es un silicato de aluminio hidratado, en forma de roca plástica, impermeable al agua y bajo la acción del calor se deshidrata, endureciéndose mucho. En la Industria petrolera se utiliza para formar Lodos de Bajo C ontenido de S ólidos : Se define como un lodo de perforación, terminación o reparación al que cumple ciertos requisitos de densidad, viscosidad y control de filtración con un contenido mínimo de arcilla. Dentro de este tipo de lodos se pueden nombrar los siguientes: gomas, asbestos finamente divididos, arcilla beneficiada, combinados
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(bentonita prehidratada-lignosulfonato) y lodo no dispersivo. En áreas donde este tipo de lodos es aplicable, se obtienen grandes ahorros por: • Aumentar el grado de penetración. • Incrementar la vida de la barrena. • Mejorar la estabilidad el agujero.
Por otra parte, el uso de este tipo de lodos es delicado (por la estabilidad del pozo), por lo que deben tomarse ciertas consideraciones en su uso tales como: reducción del uso de bentonita para controlar la viscosidad y el filtrado, control del filtrado con polímeros orgánicos, y el uso de doble malla en las temblorinas para una mejor eliminación del recorte y del funcionamiento óptimo del eliminador de sólidos.
PROCEDIMIENTO DE PREPARACION DEL LODO.
Pesar cierta cantidad “X” de bentonita a la balanza de lodos para sacar la medida adecuada en la preparación de lodos.
Agitar el agua, previamente mientras esta en movimiento se le va agregando de manera lenta y suave los gramos de bentonita hasta obtener el lodo deseado. Luego también agregar 1ml de soda caustica y 1ml de extendedor de bentonita mientras se está agitando Conocer qué tipo de PH tiene el lodo.
4. DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA 1.- A 400 cc de agua agregar 25 gr de bentonita, 0.5 ml de extendedor de bentonita (0.02 lpb) y 0.5 ml de soda caustica (0.25lpb). Agitar durante 10 minutos, medir la densidad, PH, Viscosidad plástica, Punto cedente y gel inicial Primeramente pesamos 25 gr bentonita,esa cantidad la determinamos pesando la bentonita en la balanza .
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Colocamos 400 ml (previamente medido en la probeta) de agua en el vaso contenedor de lodo, mientras el agua está siendo agitada por el agitador, agregamos los 25gr de bentonita poco a poco y cuidadosamente.
Luego procedemos a agregar 0.5ml de extendedor de bentonita al lodo, a continuación agregamos 0.5ml de soda caustica, dejamos agitar al lodo hasta cumplir 10 minutos establecidos.
Procedemos a determinar las propiedades. Determinamos el valor del valor del PH del lodo bentonitico con el papel pH
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Determinamos el valor de la densidad introduciendo el lodo en la copa receptora de la balanza, tomando en cuenta las condiciones aprendidas en los laboratorios anteriores, las cuales nos va a permitir una lectura buena de la densidad del lodo. Obteniendo un valor experimental de: ρ= 1.02gr/cc
= . /
Luego de haber obtenido una mezcla homogénea agitada por 10 minutos, calculamos el pH de lodo, para lo cual usamos un papel tornasol. En la práctica se obtuvo un dato del valor del pH de 9.5 El lodo siempre tiene que estar agitándose, para determinar el pH, introducimos un papel tornasol a la mezcla, y el color que tome este, se lo compara con los colores tabulados y determinamos nuestro valor de pH. = .5
*Hecho esto procedemos a calcular la reología del Lodo con el reómetro.
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Primeramente en el reómetro homogeneizar el lodo. Hacemos la lectura L600 Luego realizamos la lectura L300 Después determinamos las propiedades reológicas como es la Viscosidad plástica y el punto de cedente.
Donde: VP = L600 – L300 PC = L300 – VP Alumno Alejandra Sanchez PEDRO Esdenka Peña
L600
L300
VP
PC
GEL
pH
60 55 55
44 45 45
16 10 10
28 35 35
20 20 20
1.02 gr/cc
9.5
Densidad teórica Lodo inicial.DATOS: MA = Masa del agua
MB = Masa de la bentonita
ML = Masa del Lodo
ρ = ρ = V =
ρ =
V =
V =
El volumen del agua utilizada es 400cc. Haciendo el balance de materia se obtiene: M + M = ρ ∗ V + ρ ∗ V = ρ ∗ V ,
donde ρB = GEB = 2.6
ρ ∗ V + GE ∗ V = V ∗ ρ + V ∗ ρ
V =
ρ =
ρ =
=
.7 ./
ρA ∗ VA + GE ∗ VA +
1/ ∗ 400 + 2.6gr/cc ∗ 9.8cc 400 + 9.8cc
= 9.8 .
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ρ = 1.0385
Densidad
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del Lodo inicial Teórica.
2.- al lodo bentonitico lo contaminamos con sólidos de formación hasta que el lodo se flocule( en la práctica del lodo se floculo con 5 gr de sólidos de formación
-
al lodo floculado le agregamos un dispersante para bajar las propiedades reologicas (en la práctica le agregamos 5,3 ml de dispersante.
1 ml----------------0,05gr 5,3 ml-------------- x X= 0,26 gr de dispersante
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medimos nuevamente el ph densidad, vp, pc, geles inicial
nombre
L(600)
L(300)
Vp(cps)
Pc(lb/10ft^2)
ph
Densidad(gr/cc)
ESDENKA PEDRO
34 35
27 26
7 9
20 17
12 12
1,07 1,07
Gel (lb/100ft^2) 13 14
CUESTIONARIO
1.Que es la floculación y la defloculacion?
Floculación.- Es el débil agrupamiento desordenado de partículas para formar flóculos o estructura gel, este agrupamiento pude ser borde a borde, borde a cara pero nunca cara a cara logrando entrampar en su estructura una gran cantidad de agua. Defloculación.- Es un proceso de separación de las partículas de floculación, consiste en la destrucción del estado floculado. 2.-¿Para qué sirve el lignosulfonato de Hierro?
Es un producto utilizado como dispersante para todo tipo de lodo base agua.
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3.-¿De qué parámetros depende la floculación?
Depende de los siguientes parámetros: Tipo de electrolito.- el electrolito disminuye el potencial Z provocando la floculación, el ClNa, ClK, cal, yeso, Sulfhidrico, oxigeo e hidrogeno todos estos productos floculan al lodo base agua, actúan como oxidantes. Cantidad del dispersante.-Si existe muy poco dispersante en el lodo, las partículas empiezan a agruparse desordenadamente provocando la floculación. PH.- A valores de PH menor a 7 los polímeros comienzan a descomponerse y comienza a fermentarse el lodo. Cantidad de Arcilla.-Si la concentración de arcilla en el lodo es demasiada existe mayor cantidad de partículas dispersas y que pueden agruparse desordenadamente. Temperatura.- A mayor Temperatura el lodo esta más caliente y flocula más rápido por la degradación de los polímeros.
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LAB OR ATOR IO N O 10 CONTAMINAC ION CON S OLIDOS DE FOR MA CION
DOCENTE: ING DENIS HUMBERTO EGUEZ MATERIA: FLUIDOS DE PERFORACION PET216 GRUPO: P1 SUBGRUPO: C ENCARGADA DE GRUPO: SANCHEZ SOTO ALEJANDRA
