PERFORACIÓN II SEMESTRE II - 2012
LABORATORIO FLUIDOS DE PERFORACIÓN Preparación Prueba Piloto – Medición de Densidad y Filtración C.M. Niño, Unalmed, M.M. Martínez, Unalmed, C.A. Torres, Unalmed, E. Silva, U nalmed. Resumen.
En la preparación de prueba piloto-medición de densidad y filtración se ha preparado un litro de fluido de perforación con una densidad 8.5 Lbm/gal base agua, densificado con bentonita, al cual se le realizo una prueba de filtrado midiéndolo en intervalos de tiempo de 3 minutos y se han calculado las pérdidas iniciales por medio de una extrapolación de los datos, se ha determinado el espesor del cake (o revoque) en aproximadamente 1.5 mm. Introducción.
Un fluido de perforación es de vital importancia para el éxito de la perforación , por lo cual debemos prepararlo de tal manera que se ajuste a los requerimientos fisicoquímicos de cada estrato perforado y evitar alterar al máximo las propiedades de la formación como son :humectabilidad, :humectabilidad, permeabilidad, permeabilidad, garganta de poro(porosidad), permeabilidad permeabilidad relativa, entre otras; es por esto que se realizan pruebas en el laboratorio para predecir el comportamiento que va a tener la formación en presencia del fluido de perforación, por lo tanto realizamos mediciones de densidad del fluido, del espesor (cake), siendo siendo este generado al ser sometido el fluido a un diferencial de presión(en el laboratorio a través del filtro prensa) , llamada prueba de filtrado. En esta práctica prepararemos un litro de fluido de perforación de 8.5 lbm/gal base agua con bentonita, y se someterá a una prueba de filtrado. M arco Teóri Teóri co y Defi Defi ni ciones. ciones.
o lodo como es llamado comúnmente, es una mezcla de un solvente (base) con aditivos o productos, que cumplen funciones fisico-quimicas específicas de acuerdo a las necesidades operativas de una formación a perforar 1 Revoque o cake: El revoque ideal es delgado (no disminuye el diámetro del agujero y reduce la probabilidad de tener pega diferencial de la sarta) e impermeable (previene que el filtrado del lodo se fugue hacia la formación) 1. Perdida por filtrado: Este parámetro provee una indicación de la invasión de filtrado del lodo hacia la formación Cuando se perfora el yacimiento el filtrado podría proveer una indicación de la escala de la invasión de filtrado y por lo tanto del daño potencial a la formación. 1 El fluido de perforación
La prueba estándar api de filtración fil tración es la prueba primaria de filtración para los lodos base agua. Dicha prueba nunca es realizada en lodos base aceite. Para ellos se realiza siempre la prueba de HP-HT alta presión presión alta temperatura. temperatura. 1 El filtrado se refiere al proceso de separación de la fase liquida de la sólida en un fluido de perforación, haciéndolo pasar por un medio permeable. Si los poros en dicho medio son suficientemente pequeños, este permitirá el paso de la fase liquida, pero restringirá el paso de partículas sólidas. La fase líquida que podrá pasar por este medio, se llama filtrado y se controla depositando una torta en la superficie de la formación, esto evitar que el fluido invada zonas permeables. La tendencia del fluido de perforación para penetrar zonas permeables, ocurre debido a un gradiente de presión que obliga obliga al fluido a entrar en la formación. La extensión de esta invasión depende de características tales como: la porosidad y la permeabilidad de la formación, el contenido de sólidos del fluido, la distribución del tamaño de partículas y la viscosidad de la la fase liquida, liquida, entre otras.
Las características del filtrado y de la torta de un lodo son fundamentales para el control y tratamiento de éste, estas características dependen de los tipos y cantidades de sólidos en el lodo y sus interacciones físicas y químicas que, a su vez, son afectadas por presión y temperatura. De ahí que se realicen pruebas tanto a presión y temperaturas estándar, como a presión y temperaturas altas, cada una con equipos y técnicas diferentes. La filtración estática se da cuando un fluido no está circulando en las paredes del pozo y no hay movimiento de tubería. En este tipo de filtrado, la costra (torta) de filtrado continua incrementando su grosor mientras la tasa de filtrado disminuye. En la filtración dinámica el lodo está circulando y el flujo del fluido tiende a erosionar la costra. La torta de filtrado se construye hasta que la velocidad de deposición se iguala con la velocidad de erosión. En este punto, la velocidad de filtrado se vuelve constante. Estudios muestran que lo que se presenta en el pozo es un ciclo de filtrado estático y dinámico, es decir, a medida que el fluido circula, este erosiona capas de la costra estática existente, disminuyendo su espesor, pero allí mismo, va logrando un equilibrio, formando una nueva costra dinámica reponiendo el espesor que va erosionando.
Cuando se tiene filtrado estático, la velocidad de filtrado es proporcional a la raíz cuadrada del tiempo. Equ ipos y Pr ocesos.
Balanza de lodos
Es un instrumento que se usa para determinar la densidad del lodo, Esta permite hacer mediciones con una incertidumbre de 0.1 lbm/gal y está diseñada de tal modo que la taza de lodo, que está en un extremo del astil, se puede balancear con un contrapeso fijo en el otro extremo, este tiene un mecanismo de desplazamiento (jinete) que se mueve a lo largo de una escala graduada. El astil está provisto de un nivel de burbuja que permite un balance preciso.
Se sigue el siguiente procedimiento para la medición experimental de la densidad de un fluido de perforación utilizando la Balanza para lodos: 1. Asegurar que la base de la balanza de lodo esté nivelada sobre una superficie uniforme. 2. Llenar la taza hasta que reboce y taparla. Asegurarse 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. 3. Limpiar el fluido que haya quedado en la parte exterior de la tasa. 4. Colocar el brazo sobre el soporte de la base y equilibrarlo moviendo el jinete en la escala graduada, hasta que la burbuja coincida con la línea central del nivel. 5. Registrar la densidad con una precisión de 0,1 lbm/gal o 0,5 Lbm/ft 3 (0,01 g/cm3). 1
Filtro prensa Lp-Lt
Se usa para determinar las propiedades de filtración o formación de paredes de un lodo, debe cumplir con las especificaciones indicadas en la práctica recomendada por el API. La prueba de filtrado API se realiza a la temperatura ambiente y a una presión de 100psi, y los resultados se registran como número de mililitros perdidos en 30 minutos. La prensa filtro, consta principalmente de una celda cilíndrica que tiene un diámetro interno de 3 pulg. (76.2 mm) y una altura de por lo menos 2.5 pulg. (64 mm). Esta celda está hecha de materiales resistentes a soluciones altamente alcalinas, y está equipada para que desde la parte superior se le pueda inyectar y extraer un fluido a presión. Se le puede colocar una hoja de papel de filtro, en el fondo de la celda, sobre una malla metálica y un soporte adecuado. Por debajo del soporte hay un tubo de drenaje para descargar el filtrado en un cilindro graduado. El sellado se hace en empaques, y todo el conjunto esta sostenido por un soporte. Se puede aplicar presión con cualquier fluido que no cause riesgos, bien sea gas o liquido. Las prensas están equipadas con reguladores de presión y ellas se pueden obtener con cilindros de presión portátiles, cartuchos de presión muy pequeños o medios para aplicar presión hidráulica.
Se sigue el siguiente procedimiento para la determinación de propiedades de filtración del fluido de perforación, mediante el empleo de la Prensa Filtro lp-lt. 1. Asegurar de que cada parte de la celda esté limpia (en especial la malla) y seca, y que los empaques no estén deformados o gastados. 2. Situar los empaques, la malla metálica y el papel de filtro en el fondo de la celda y sobre el soporte que la acompaña, vierta la muestra de fluido en la celda. 3. Colocar un cilindro graduado seco por debajo del tubo de drenaje para que reciba el filtrado. 4. Cerrar la válvula y ajustar el regulador de manera tal que se aplique una presión de 100 ± 1 psi (690 ± 6,9 kPa) en 30 minutos. El período de prueba se inicia en el momento de la aplicación de la presión. 5. Al final, medir el volumen de filtrado y suspender la fuente de presión. 6. Desmontar la celda y desechar el fluido, con extremo cuidado para guardar el papel filtro con un mínimo de perturbación del revoque. 7. Lavar el revoque sobre el papel, con un chorro de agua suave o con aceite diesel en el caso de los fluidos de base aceite. 8. Medir el espesor del revoque y registrar.
Se siguió el siguiente procedimiento para la preparación del lodo 1. Una vez recibidas los requerimientos indicados (densidad y cantidad de lodo a preparar) se realizo el balance de materiales. 2. Medir la cantidad de agua y pesar la bentonita a adicionar 3. Agregar el agua en el recipiente indicado para tal labor. 4. Llevarlo al agitador (mezclador) 5. Adicionar en pequeñas cantidades la bentonita para realizar una mezcla homogénea Cálculos y Resul tados .
Preparación del Lodo
Vf = 1 Litro = 0.264 gal ρf = 8.5 Lbm/gal ρ(agua) = 8.33 Lbm/gal ρ(bentonita) =21.66 Lbm/gal V (bent) = Vf ( ρf – ρ(agua) ) / ( ρ(bent) – ρ(agua) ) V(bent) = (0.264 gal)*( (8.5 Lbm/gal – 8.33 Lbm/gal) / (21.66 Lbm/gal – 8.33 Lbm/gal) ) V(bent) = 0.003368gal Ρ = m/V --> m = V* ρ m (bent) = (0.003368 gal)(21.66 Lbm/gal) = 0.07292 Lbm de bentonita. 0.07292 Lbm * (453.6 g/1 Lbm) = 33.07 g de Bentonita.
V(agua) + V(bent) =0.264 gal V (agua) = 0.264 gal – 0.0034 gal = 0.2606gal (agua). 0.2606gal * (3.785 L / a gal) = 0.9864 L de agua.
Datos experimentales: V(agua) = 0.9864 L agua m(Bent) = 33.07 g bentonita A continuación se realizo la mezcla de la bentonita y el agua teniendo cuidado de evitar la formación de grumos y una vez terminado este proceso procedimos a realizar la medición de la densidad resultante. Densidad del lodo medida en la balanza = 8.55 Lbm/gal.
Fig. 1— gráfica de Volumen filtrado vs. √tiempo utilizando la
plataforma
PhysicsSensor el programa regresión lineal.
% Error = (abs(ρ-lodo(teórico) – ρ-lodo(experimental)) / (ρteórico) ) * 100 % Error = (abs (8.5 Lbm/gal - 8.55 Lbm/gal) / (8.5 Lbm/gal)) * 100 % Error = 0.5882
RESULTADOS DEL AJUSTE LINEAL Pendiente = 4.856387700312971 Intercepto con el eje y = 2.4213823649823407 Correlación = 0.9922486303369179
Prueba de filtrado : Una vez se realizo la medición de la densidad del lodo se procedió tal y como esta descrito anteriormente para llevar a cabo la prueba de filtrado a este fluido preparado Observación 1: Se presentó una fuga de lodo durante la prueba. Observación 2: la prueba piloto está diseñada para realizarse en 30 minutos; debido a orientaciones por parte de los encargados del laboratorio solo se realizo en 20 minutos. Los datos obtenidos en dicha prueba están consignados en la siguiente tabla.
Tiempo (min) To 3 6 9 12 15 18 20
Volumen de filtrado(mL) 3.8 9.4 13.4 16.6 19.2 21.4 23.6 24.8
Realizamos una linealización de los datos construyendo una gráfica de Volumen filtrado vs. √tiempo utilizando la plataforma PhysicsSensor el programa regresión lineal.
Incertidumbre en la pendiente =0.24830085221362844 Incertidumbre en el intercepto con el eje y = 0.7997738301579025 El análisis de la regresión se realizó empleando el método de los mínimos cuadrados sin ponderaciones. Al finalizar la prueba de filtrado desmontamos el equipo y se procedió a realizar la medición del cake dando como resultado aproximadamente 1.5 mm. Análisis de resultados :
> Se ha logrado obtener experimentalmente un lodo base agua y bentonita de una densidad muy cercana a la teórica para el volumen indicado, por lo que el porcentaje de error fue = 0.5882 >debemos decir que una vez realizado el balance de materiales los instrumentos utilizados para medirlos son muy buenos pero esta pequeña variación en la densidad experimental vs la teórica se debe principalmente en las perdidas de bentonita a la hora de realizar la mezcla. >También podemos decir que la balanza con la que se realizo la medición de la densidad no estaba en las mejores condiciones (no estaba bien calibrada) y eso también influyo en una lecturas distinta a la que esperábamos. > En la prueba de filtrado se han encontrado las pérdidas por filtrado iniciales con la ayuda de el programa PhysicsSensor a través de una regresión lineal con lo cual se evidencia que la relación teórica que dice que el volumen de filtrado es directamente proporcional a la raíz cuadrada del tiempo es buena, en nuestro caso la regresión lineal nos muestra que para el tiempo cero el volumen seria 2.4213 , en la medición que
hicimos nos daba 3.8 que es un poco lejos de lo ideal pero a medida que se estabilizo la prueba los resultados fueron más precisos. >el alto volumen de filtrado inicial se debe a factores del equipo a la hora de la prueba, se presentaron inconvenientes con la instalación del filtro y la presión a la cual debía haberse realizado la prueba. >durante la realización de la prueba de filtrado se presentaron inconvenientes con fuga del fluido, lo cual a nuestro parecer influyo un poco en que los niveles de filtrado fueran altos. >el resultado del cake fue 1.5 mm aproximadamente que es una medida buena , pero también tenemos que decir que no es nada precisa ya que esta medición se realizo introduciendo una mina y luego con una regla y esto tiene mucho porcentaje de error. Conclusiones .
Se ha cumplido con los objetivos de la primera práctica de laboratorio, ya que hemos identificado los equipos del laboratorio, utilizado las unidades practicas de campo y hemos llevado a cabo exitosamente la preparación de un lodo que luego fue sometido a una prueba de filtración. El uso de algunas herramientas informáticas es de gran ayuda en la determinación de datos de gran importancia como lo es la regresión lineal para determinar las pérdidas iniciales y saber el comportamiento más cercano a la realidad del fluido de perforación. La ecuación de balance de materiales es una relación muy precisa y muy útil para la preparación de lodos con sus los aditivos requeridos, por lo menos para densificantes. La linealización de los datos de una grafica de V vs √t es una muy buena aproximac ión para calcular las pérdidas iniciales por filtrado, ya que los datos se ajustan de una manera cercana a la recta. Se han logrado unos resultados muy buenos en la prueba de filtración a pesar de que durante la prueba se presentaron fugas permanentes de lodo. La formación de un cake delgado en una formación implica que dicha formación es impermeable, en nuestro caso el cake fue delgado, pero tenemos que decir que no es una medida precisa debido al instrumento utilizado y los errores cometidos en la prueba. La filtración excesiva por parte del fluido de control hacia la formación de producción ocasiona daños severos a la misma entre ellos están: reducción de la permeabilidad de la formación y por consiguiente una reducción en la producción de hidrocarburos. En términos generales podemos decir que fue un laboratorio muy productivo en donde se colocaron en práctica la parte conceptual recibida en clase y se afianzaron muchos conceptos relacionados a los fluidos de perforación.
Acti vidades Complementar ias .2 1. Consultar acerca de los tipos de fluidos base agua (lodos dispersos, no dispersos…) y base aceite (emulsión inversa, 100% aceite, sintéticos…).
Lodos Base Agua: Los tipos principales sistemas de lodos base agua, son: · No-Dispersos · Dispersos · Calados ó Cálcicos · Polímeros · Bajos en Sólidos · Salinos (Saturados en Sal) : Generalmente incluyen lodos de poco L odos No-D ispersos
peso ligeramente tratados y lodos de inicio. Usualmente empleados para perforar las secciones de tope del agujero y pozos poco profundos. El término no disperso indica que no se utilizan dispersantes y las arcillas comerciales agregadas al lodo, al igual que las que se incorporan de la formación, van a encontrar su propia condición de equilibrio en el sistema de una forma natural.
: Para profundidades en incremento y pesos L odos Di sper sos
de lodo mayores, las formulaciones de lodo requieren aditivos dispersantes (lingosulfonatos, lignitos y taninos) para cancelar las fuerzas atractivas entre partículas que crean viscosidad en el lodo base agua. Esto extiende efectivamente el uso del sistema de lodos hasta que tenga que ser reemplazado. L odos Cálcicos : Típicamente este grupo incluiría los lodos
base yeso-lignito y lodos base calcio . En este punto se adicionará en exceso una fuente de calcio (yeso, cal) para asegurar un constante suministro de iones de calcio que es efectivo para desacelerar el proceso de hidratación de las lutitas. Este lodo tiende a ser relativamente barato de operar y las prácticas de desechado y dilución son la norma para el control final de sólidos. L odos Pol imé r icos: Estos lodos utilizan polímeros de largas
cadenas con alto peso molecular, los cuales pueden encapsular los sólidos perforados para prevenir la dispersión o cubrirlos para la inhibición. También proveen viscosidad y propiedades para el control de perdidas de fluido. Los ejemplos más comunes de lodos polímeros son PHPA – “Poli-Acrilato Parcialmente Hidrolizado”, CMC – “Carboxi-Metil-Celulosa” y PAC – Celulosa Poli-Aniónica”. Son intolerantes a la contaminación de calcio y no soportan temperaturas mayores a 300º F. L odos Baj os en Sóli dos: Estos son por lo general lodos base
polímero diseñados para tener un máximo del 6% al 10% de contenido de sólidos por volumen.
L odos Salin os (base agua satur ada con sal): Estos incluirían
los sistemas poliméricos con base de agua saturada con sal y
con agua de mar, en donde otros polímeros agregados proveen viscosidad y las propiedades para control de pérdida de fluido.
Lodos Base Aceite: Los tipos principales de lodos base aceite, son: · Base Diesel · Emulsión Inversa · Base Aceite (Todo Aceite) · Sintéticos L odos Base Diesel: Comprenden aceite diesel como la base
del fluido mezclado con una salmuera emulsionada y aún son utilizados en algunas áreas del mundo a pesar del alto contenido de hidrocarburos aromáticos y a las preocupaciones de HSE -Salud, Seguridad y Medio Ambiente- (reacciones adversas en la piel, carcinogénico). El contenido aromático (componente cancerígeno) de diesel es de aproximadamente 30% por volumen. de Emulsión Inversa: Son esencialmente formulaciones con base de aceite mineral con salmuera de cloruro de calcio emulsionada en proporción desde 5 a 50% de la fase liquida. El contenido aromático de la base aceite es menor al 10%. Lodos
Lodos Base Aceite (Todo Aceite): Están formulados
utilizando 100% de aceite como fluido base y son usualmente considerados ideales para la toma de núcleo o como fluidos de perforación del yacimiento.
L odos Sin té ti cos: Están formulados como los lodos de
emulsión inversa pero el fluido base utilizado no contiene aromáticos de los tipos ésteres, éteres, PAO’s (poli -alfaolefinas) ni parafinas. 2. ¿Qué problemas conllevan un volumen alto de filtrado, que solución podría darse a un fluido el cual presenta un alto volumen de filtrado?
Son varios los problemas que se pueden presentar con un alto volumen de filtrado y en general la solución estará en mejorar las propiedades del fluido. Uno de estos problemas es la perdida de fluido por filtrado, además si el fluido no propiedades de manejo de la retorta, tendremos complicaciones con el revoque del pozo. Otra situación problema se presenta en la zona de producción debido a que un alto filtrado implica una reducción en la permeabilidad de la formación, para contrarrestar este tipo de problemas por lo general se agregan una amplia variedad de polímeros al fluido de control empleado en la terminación del pozo los cuales se encargan de mejorar las propiedades reológicas del lodo empleado, algunos de estos son: * Polímeros sintéticos, tales como poliacrylamides parcialmente hidrolizada (PHPA), óxidos de etileno, polietileno $(PEO), glicoles de etileno polietileno (PEG).
* Biopolímeros: como xantana encías (XC) y Schleroglucans. * Biopolímeros Modificados: Carboxi Metil celulosa (CMC), hidroxi propil guars (HPG) y su hydrophobically formas modificadas (HMHAG). Estudios recientes plantean criterios para encontrar los materiales a utilizar para la solución, en el fluido de perforación, para el alto volumen de filtrado. Seleccionando la distribución del tamaño de las partículas adecuadas, existen los materiales celulosos, procesados y diseñados para controlar las pérdidas de circulación en formaciones de alta permeabilidad. Además de que acondiciona el revoque formado en la pared del agujero y reduce su espesor. Las concentraciones a emplear dependen del tipo de formación y de la severidad de la pérdida, su uso no incrementa las propiedades reológicas del lodo. 3. Al perforar se atraviesan estratos con diferentes características, que sucede con el diámetro del hueco y la formación de cake(o revoque) cuando se atraviesa una formación: • Impermeable, Permeable y Poco consolidada
Impermeable: al atravesar formaciones impermeables teóricamente no existe formación de cake y por lo tanto, no hay pérdidas de circulación hacia la formación. La geometría del pozo permanece constante entre otras cosas porque las estructuras geológicas impermeables son formaciones bien consolidadas. Permeable: un buen fluido de perforación debe depositar un revoque delgado y de baja permeabilidad en el área del agujero frente a las formaciones permeables para consolidarlas y para retardar el paso del fluido desde el agujero del pozo hacia la formación permeable. Poco consolidada: en las formaciones poco consolidadas hay un aumento considerable en el tamaño del hueco en ese tramo de la perforación, debido a los incesantes derrumbes que se presentan como consecuencia de la poca firmeza de las paredes del pozo; además del aumento con gran rapidez en la circulación del fluido de perforación. Por otra parte, la formación de revoque se ve afectada por los derrumbes que se presenta en esta sección del pozo, lo cual se resume en un aumento en la perdida de fluido por invasión y consecuentemente un mayor riesgo de que ocurra un kick. 4. Una prueba de filtrado da como resultado X cm3 en 30 min, que esperaría si el fluido es utilizado para perforar una formación A con Φ=0,2 y este mismo es utilizado en una formación B con Φ=0,35.
Sabiendo que porosidad (Φ) se refiere al espacio vacío entre las paredes del pozo, la formación que presente mayor porcentaje de espacios vacios, tendrá más espacio para recibir el fluido que invada la formación. En este orden de ideas, la formación A tiene Φ=0,2, es decir 20% de espacio vacío; la formación B tiene Φ=0.35, un 35% de espacio vacío; así se puede concluir que la formación B tendrá más espacio para
recibir el fluido, y en esta formación se tendrá una mayor invasión del fluido de perforación.
limitado a 800 bbl. Calcular cuanta barita se requiere y cuanto volumen de lodo debe descartarse.
5. Determinar la pérdida por filtrado inicial y la pérdida de agua API, para un lodo que presenta:
De acuerdo con las ecuaciones (1) y (2) de balance de materia que aparecen en la guía obtenemos el siguiente sistema de ecuaciones V1+V2= Vf V11+ V2 2 = Vf f Además por prueba piloto tenemos:
Ti empo (min )
3 Volu men de fi ltr ado (cm )
7.5
12.3
20
17
Usando el método de mínimos cuadrados con el programa Regresión Lineal de la plataforma PhysicsSensor obtenemos:
Fig. 2— gráfica de Volumen filtrado vs. √tiempo utilizando la
plataforma
PhysicsSensor el programa regresión lineal.
Pendiente = 2.711277761753672 Intercepto con el eje y = 4.8748947216613985 El análisis de la regresión se realizó empleando el método de los MÍNIMOS CUADRADOS SIN PONDERACIONES. Así la perdida por filtrado inicial corresponde a 4.88 (unidades de volumen) Además:
( )
Donde: = volumen mínimo filtrado a los 30 min de la prueba. = volumen mínimo filtrado a los 7.5 min de la prueba. = volumen mínimo filtrado inicial. Así:
6. La densidad de 800 bbl de lodo de 14 lbm/gal debe ser incrementada a 14,5 lbm/gal usando barita API (densificante cuya densidad es 35 lbm/gal). El volumen total del lodo es
En donde: V1= volumen de lodo 1. 1= densidad de lodo 1. V2= volumen que se requiere de barita 2= densidad de barita Vf = volumen total de lodo f. f = densidad total de lodo f. V1= 800bbl 1= 14.0 lbm/gal V2=??? 2= 35.0 lbm/gal Vf =800.0bbl f = 14.5 lbm /gal Tenemos entonces un sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas: V2= Vf - V1 V11+ (Vf - V1) 2= Vf f V11+ Vf 2 - V1 2 = Vf f V11 - V1 2 = Vf f - Vf 2 V11 - 2) = Vf (f - 2) V1= Vf (f - 2)/ 1 - 2) Reemplazando valores tenemos: V1= (800.0bbl)(14.5-35.0)(lbm/gal)/(14.0-35.0)(lbm/gal) V1= 781.0 bbl V2= (800.0-781.0) bbl V2= 19.0 bbl Para calcular la masa de barita tenemos: m = (V2) (2) m = (19.0 bbl) (35.0 lbm/gal) (42 gal/1 bbl) m = (27930 lbm) (1gr/1lbm) por prueba piloto m = 27930 gr Por lo tanto concluimos que: La cantidad de barita que se requiere para aumentar la densidad 800 bbl de lodo de 14.0 a 14.5 lbm/gal es de 27930 gr y que la cantidad del lodo con las propiedades iniciales que se tiene que “reciclar” es de 19.0 bbl. 7.
Realizar un informe de lectura breve y conciso
donde se identifique el problema y l a solución propuesta.
GRUPO 3: SPE 67853-PA 2000 Parti culate In vasion f rom Dril ling Fl uids.
Este artículo habla sobre los efectos de los sólidos invasivos y su movilidad, se realizan pruebas con carbonatos y barita como densificantes del fluido de perforación que en algunas pruebas era un fluido polimérico. Se obtuvieron diferentes perfiles de los sólidos invasivos como de perfiles de presión, estos perfiles se obtuvieron utilizando métodos como microscopia de electrones, análisis de rayos x, tomografía cromática (CT), escaneo y resonancia magnética nuclear. Todas estas pruebas presentan sus propias ventajas y desventajas, algunas son destructivas, sin embargo las nodestructivas no pueden definir características a nivel individual de poros. Estas pruebas se reportaron usando dos técnicas de partículas invasivas: escaneo de microscopia electrónica con espectroscopia de energía dispersiva (SEM-EDS) de mapeo de rayos x, y tomografía difractada de rayos x con energía dispersiva usando una fuente de sincrotrones (synchrotron EDD-T). Los estudios experimentales de este artículo se centraron en la invasión y los puentes de partículas de los densificantes del fluido y su efecto en el daño a la permeabilidad. Se utilizaron núcleos de sustratos de rocas con diferentes permeabilidades para estas pruebas, el principal sustrato fue de areniscas Clashach. También se uso un fluido polimérico con densidades que van desde 4 hasta 28.5 g/L y tamaños de partículas desde 3.9 hasta 119 μm. La problemática planteada consiste que durante la perforación con fluido se va formando un cake en las paredes del pozo, esto afecta la producción del pozo, ya que las partículas que van ingresando en las paredes pueden generar un taponamiento y de esta forma reducir la permeabilidad de las rocas sustratos, debido que al taponarse los conductos por donde fluirá el petróleo será menor la cantidad de este que llegue a superficie. Intentando solucionar esta problemática se plantea la limpieza de pozo, durante la cual un fluido con las propiedades adecuadas para intentar remover el cake de las paredes es bombeado en reversa (backflow). Se determino también que en la pared del pozo en superficie en donde se encuentra la mayor concentración de partículas invasivas, en mayor medida durante pruebas con tamaños grandes de partículas, y que para el caso de la arenisca Clashach que fue invadida con barita y carbonato C3 como densificantes bajo condiciones de filtrado dinámicas y estáticas, el volumen de poro invadidos fue de aprox. 40%. Como conclusiones de este estudio podemos destacar que se probó que las partículas invasivas son una de las principales causas de daño a la formación durante la perforación con fluidos. Se mostro una fuerte correlación entre el daño y la invasión, y que los puentes de partículas reducen la perdida de esfuerzo y el daño. Se determino también que las partículas pequeñas penetran mas profundamente en la pared del pozo, y estas a su vez, no son fácilmente removidas durante el reflujo, así como que las partículas de gran tamaño se localizan por lo general en la superficie de las paredes. El uso de un reflujo demostró una particular importancia a la hora de solucionar o reducir los daños a la formación ocasionas por invasión. Las
pruebas con reflujo se realizaron con dos distintas suposiciones, una en la que las partículas eran desalojadas y otra en las que permanecían atrapadas, en ambos modelos se observo que aprox. 30% de las partículas fueron liberadas, por lo que se podría afirmar que un proceso de desalojo o libración ocurre. Bi bli ografía.
[1] Manual de prácticas de fluidos de perforación, “Introducción al laboratorio – preparación de prueba piloto- medición de Densidad y filtración practica #1”. Universidad Nacional Sede Medellín, 2012. [2] SCHLUMBERGER. Drilling school: Tecnologia de perforation. P 94 - 112. [3] Bourgoyne Jr, Adam T. “Applied drilling engineering ” Society of petroleum engineers. 1991. Cap. 2.
