Control de La Calidad de Aditivos Empleados en La Preparacion de Un Fluido de Perforacion

FICHA DE IDENTIFICACIÓN DE TRABAJO DE INVESTIGACIÓN TÍTULO: CONTROL DE LA CALIDAD DE ADITIVOS EMPLEADOS EN LA PREPARACION DE UN FLUIDO DE PERFORACION

AUTOR: MARCA CANO RODRIGO FECHA: 12/06/2016 CÓDIGO DE ESTUDIANTE: 201304649 CARRERA: INGENIERÍA EN GAS Y PETRÓLEO ASIGNATURA: FLUIDOS DE PERFORACIÓN GRUPO: B DOCENTE: ING. AVILES RICALDI LEO IVAN PERIODO ACADÉMICO: SEMESTRE V-01/2016 SUBSEDE: COCHABAMBA

TÍTULO: CONTROL DE LA CALIDAD DE ADITIVOS EMPLEADOS EN LA PREPARACION DE UN FLUIDO DE PERFORACION

AUTOR: MARCA CANO RODRIGO RESUMEN: El control de sólidos se realiza mediante la unidad de control de sólidos que separa del lodo los sólidos indeseables. Este Sistema está constituido por una serie de equipos mecánicos, tales como: zarandas, hidrociclones, centrifugas, etc. Se realiza mediante el análisis de muestras a la salida de los equipos de separación. Este análisis de sólidos contempla pruebas estándar tales como: 1. Contenido de arena (Arenómetro) 2. Contenido total de sólidos, agua y aceite (Retorta) 3. Capacidad de intercambio catiónico (MBT) El control periódico del contenido de arena en el lodo de perforación es importante porque la presencia excesiva de arena podría resultar en problemas como: un revoque muy grueso (lo que provocaría problemas de pega de tubería y pistoneo) o la deposición de arena en la herramienta cuando se para la circulación. Además causaría una excesiva abrasión en las partes de la bomba y en las conexiones de la tubería. Palabras clave: fluido, Arenómetro, tetorta, Zarandas, Hidrociclones, Centrifugas ABSTRACT: Solids control is performed using the solids control that separates sludge undesirable solids. This system consists of a series of mechanical equipment, such as: Shaker, hydrocyclones, you centrifuges, etc. This is done through the analysis of samples out of the separation equipment. This analysis of solids includes standard tests such as: 4. Content of sand (Arenometro) 5. Total content of solids, water and oil (retort) 6. Exchange capacity cation (MBT) The periodic inspection of sand content in the drilling mud is important because the excessive presence of sand could result in problems such as: a very thick plaster (which could cause problems in sticks of tubing and knock) or the deposition of sand on the tool when the movement stops. It would also cause an excessive abrasion in the parts of the pump and the pipe connections. Key words: fluid, Arenometro, tetorta, sieves, Hydrocyclones, centrifugal. Asignatura: Fluidos De Perforación Carrera: ING. EN GAS Y PETROLEO


AUTOR: MARCA CANO RODRIGO RESUMEN: El control de sólidos se realiza mediante la unidad de control de sólidos que separa del lodo los sólidos indeseables. Este Sistema está constituido por una serie de equipos mecánicos, tales como: zarandas, hidrociclones, centrifugas, etc. Se realiza mediante el análisis de muestras a la salida de los equipos de separación. Este análisis de sólidos contempla pruebas estándar tales como: 1. Contenido de arena (Arenómetro) 2. Contenido total de sólidos, agua y aceite (Retorta) 3. Capacidad de intercambio catiónico (MBT) El control periódico del contenido de arena en el lodo de perforación es importante porque la presencia excesiva de arena podría resultar en problemas como: un revoque muy grueso (lo que provocaría problemas de pega de tubería y pistoneo) o la deposición de arena en la herramienta cuando se para la circulación. Además causaría una excesiva abrasión en las partes de la bomba y en las conexiones de la tubería. Palabras clave: fluido, Arenómetro, tetorta, Zarandas, Hidrociclones, Centrifugas ABSTRACT: Solids control is performed using the solids control that separates sludge undesirable solids. This system consists of a series of mechanical equipment, such as: Shaker, hydrocyclones, you centrifuges, etc. This is done through the analysis of samples out of the separation equipment. This analysis of solids includes standard tests such as: 4. Content of sand (Arenometro) 5. Total content of solids, water and oil (retort) 6. Exchange capacity cation (MBT) The periodic inspection of sand content in the drilling mud is important because the excessive presence of sand could result in problems such as: a very thick plaster (which could cause problems in sticks of tubing and knock) or the deposition of sand on the tool when the movement stops. It would also cause an excessive abrasion in the parts of the pump and the pipe connections. Key words: fluid, Arenometro, tetorta, sieves, Hydrocyclones, centrifugal. Asignatura: Fluidos De Perforación Carrera: ING. EN GAS Y PETROLEO


AUTOR: MARCA CANO RODRIGO TABLA DE CONTENIDO

CAPITULO I 1.1 INTRODUCCIÓN ..................................................... ......................................................................................................... ....................................................... ... 1 1.2 PLANTEAMENTO DEL DE L PROBLEMA .......................................................................... ....................................................................... ... 2 1.3 OBJETIVOS .................................................... ......................................................................................................... ................................................................. ............ 2 1.3.1 OBJETIVOS GENERALES ..................................................................................... 2 1.3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS ESP ECIFICOS .................................................................................... 2 1.4 HIPOTESIS ...................................................................................................................... ....................................................................... ............................................... 4 1.5 JUSTIFICASCIONES J USTIFICASCIONES ....................................................... ...................................................................................................... ............................................... 4 1.5.1 JUSTIFICACION TECNICA.................................................................................... 4 1.5.2 JUSTIFICACION SOCIAL .......................................................................... ..................... ................................................................. ............ 4 1.5.3 JUSTIFICACION ECONOMICA................................................ ............................................................................. ............................. 4 1.5.4 JUSTIFICACION ACADEMICA................................................ ............................................................................. ............................. 4 1.6 REVISION LITERARIA ..................................................................................... ................................ ................................................................. ............ 4 1.7 PROPOSITO .................................................................................................................... 4

CAPITULO II 2.1 MARCO TEORICO ......................................................................................................... ................................................................... ...................................... 5 2.2 METODOLOGIA ...................................................... .......................................................................................................... ....................................................... ... 5 2.3 ADITIVOS UTILIZADOS EN LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN ........................... 5 2.4 TIPOS DE FLUIDOS DE PERFORACIÓN ................................................ .................................................................... .................... 5 2.4.1 Fluido de perforación base agua ................................................... ................................................................................ ............................. 7 2.4.2 Fluido de perforación base aceite ................................................ ............................................................................. ............................. 7 2.5 ADITIVOS ....................................................................................................................... 7 2.5.1 Bentonita ................................................... ........................................................................................................ ................................................................. ............ 8 2.5.1.1 Aplicaciones ....................................................................................................... 9 2.5.2 Barita ......................................................................................................................... 9 2.5.2.1 Aplicaciones ....................................................................................................... 9

CAPITULO III 3.1 IMPORTANCIA DEL CONTROL DE CALIDAD DEL ADITIVO ............................ 10 3.1.1 Control Con trol de calidad ....................................................... .................................................................................................... ............................................. 10 Asignatura: Fluidos De Perforación Carrera: ING. EN GAS Y PETROLEO


AUTOR: MARCA CANO RODRIGO 3.1.1.1 Importancia de la calidad .................................................................................. 10 3.1.2 ¿Dónde se utiliza el control de calidad? .................................................................. 10 3.1.2.1 Control de nuevos diseños ................................................................................ 11 3.1.2.2 Control de materiales adquiridos ...................................................................... 11 3.1.2.3 Fases del control de materiales adquiridos ....................................................... 11 3.1.3 Control del producto ................................................................................................ 11 3.1.3.1 Fases del control del producto: ......................................................................... 11 3.1.3.2 Estudios especiales de proceso ......................................................................... 12 3.1.4 Control ..................................................................................................................... 12

CAPITULO IV 4.1. MÉTODOS DE PRUEBA ............................................................................................. 13 4.1.1. Densidad (Método del matraz Le Chatelier) .......................................................... 13 4.1.2 Humedad .................................................................................................................. 14 4.1.3 Granulometría retenido en mallas 200 y 325........................................................... 14 4.1.4 Retenido en malla 200 ............................................................................................. 15 4.2 MÉTODOS DE PRUEBA 2 ........................................................................................... 16 4.2.1 Humedad .................................................................................................................. 16 4.2.2 Solubilidad en ácido clorhídrico (HCl) ................................................................... 16 4.2.3 Retenido en malla 40 ............................................................................................... 17 4.2.4 Reología ................................................................................................................... 17 4.2.5 Estabilidad térmica .................................................................................................. 18

CAPITULO V 5.1 RESULTADOS .............................................................................................................. 19

CAPITULO VI 6.1 CONCLUSIONES .......................................................................................................... 21 6.2 RECOMENDACIONES ................................................................................................ 22 6.3 DISCUSIÓN ................................................................................................................... 23 Referencias ........................................................................................................................... 24

Asignatura: Fluidos De Perforación Carrera: ING. EN GAS Y PETROLEO


AUTOR: MARCA CANO RODRIGO CAPÍTULO I

1.1 INTRODUCCIÓN El petróleo es el recurso natural más importante en nuestro país, porque satisface la demanda de energéticos y de petroquímicos básicos y contribuye al desarrollo industrial de nuestro país, ha transformado la vida de las personas y la economía, su descubrimiento creó riqueza, modernidad y nuevos empleos. Para obtener petróleo es necesario llevar a cabo una perforación, la operación de perforación es evaluar y terminar un pozo que producirá petróleo y gas eficazmente, estos pozos necesitan fluidos base agua y base aceite dependiendo de su profundidad para mantener abierta la fractura y expulsar los recortes de perforación hacia la superficie. Los fluidos de perforación desempeñan numerosas funciones que contribuyen al logro de una perforación satisfactoria. Hay que asegurarse que las propiedades del lodo sean las correctas para el ambiente de perforación específico y minimizar anticipadamente los problemas en el pozo. Estos fluidos se diseñan con aditivos químicos que proporcionan propiedades fisicoquímicas satisfactorias a las condiciones operativas y a las características de la formación. Los aditivos deben reunir varios requisitos para la formación de un fluido eficiente, para ello son necesarias pruebas de laboratorio que ayudan a determinar la calidad del aditivo. Los principales parámetros que deben controlarse en cuanto a aditivos son básicamente: propiedades reológicas bajo condiciones de presión y temperatura del pozo, así como también humedad, granulometría, capacidad de intercambio catiónico, densidad, pureza, metales alcalinotérreos, alcalinidad total, entre otras; dichas pruebas permiten comprobar la eficiencia de cada aditivo. El presente trabajo se desarrollará con las normas mexicanas correspondientes, como base para la realización de las pruebas de laboratorio y mediante el equipo para análisis existente en el laboratorio de fluidos de perforación de pozos del IMP.


1


AUTOR: MARCA CANO RODRIGO Se pretende abarcar la importancia del control de calidad de aditivos, así como el comportamiento de éstos en el fluido y las ventajas y desventajas que proporcionan en la operación de perforación. El desempeño del ingeniero químico será el vigilar todos los aspectos antes mencionados, ya que el proceso para el éxito de estas operaciones inicia en el laboratorio y avanza gradualmente hasta llegar a la aplicación en los campos petrolíferos para posteriormente repercutir en la economía del país. Esta tesis está conformada de la siguiente manera, en el capítulo II se dan a conocer cada uno de los aditivos utilizados para la preparación del fluido de perforación, sus características y parámetros correspondientes; en el capítulo III se señala la importancia que tiene el control de calidad en los aditivos, en el capítulo IV se mencionan los parámetros a evaluar en cada aditivo. Finalmente en el capítulo V se presentan los resultados, se dan las conclusiones, así como también la bibliografía consultada

1.2 PLANTEAMENTO DEL PROBLEMA Identificar que el fluido de perforación contenga adictivos capaces a reducir los grados tóxicos y corrosivos e inflamables. ¿Es posible que un lodo contaminado cumpla las normas exigidas para su operación?

1.3 OBJETIVOS 1.3.1 OBJETIVOS GENERALES Evaluar el control de calidad de los aditivos utilizados en la preparación de un fluido de perforación, a través de pruebas analíticas.

1.3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS 

Recopilar y seleccionar la información más importante, por medio de páginas de internet y libros de consulta relacionados con el tema.



Caracterizar los aditivos empleados en la preparación de un fluido de perforación, de acuerdo a la información recopilada.



Realizar el análisis a los aditivos, mediante pruebas de laboratorio.


2


AUTOR: MARCA CANO RODRIGO 

Evaluar los aditivos para así llegar a las conclusiones pertinentes, de acuerdo a los resultados obtenidos.


3


AUTOR: MARCA CANO RODRIGO

1.4 HIPOTESIS Si a un aditivo empleado en la preparación de un fluido de perforación, se le implementa un control de calidad es posible contrarrestar el daño ocasionado en el pozo de perforación.

1.5 JUSTIFICASCIONES 1.5.1 JUSTIFICACION TECNICA Ayuda a conocer más acerca dos fluidos de perforación Identificar los procesos que se realizan durante la perforación con relación a los fluidos de perforación

1.5.2 JUSTIFICACION SOCIAL Es importante saber a qué personal contratar poder encargarse de la perforación

1.5.3 JUSTIFICACION ECONOMICA Cuando existe perdida de fluido los costó de perforación incrementan su costo

1.5.4 JUSTIFICACION ACADEMICA En lo académico nos ayuda a reconocer los diferentes tipos de fluidos y sus debidos controles

1.6 REVISION LITERARIA En esta investigación se obtuvo la información revisando libros e ingresando a internet también obtuvimos algunas informaciones de algunas tesis de grado.

1.7 PROPOSITO El propósito de esta investigación es los procesos de controles de los fluidos de perforación


4


AUTOR: MARCA CANO RODRIGO CAPITULO II

2.1 MARCO TEORICO 2.2 METODOLOGIA Esto es un método descriptivo de una investigación que se obtuvo de la información en las ya mencionadas anteriormente.

2.3 ADITIVOS UTILIZADOS EN LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN Un fluido de perforación es una mezcla de un solvente (base) con aditivos ó productos, que cumplen funciones físico-químicas específicas, de acuerdo a las necesidades operativas de una formación a perforar.1 En el lenguaje de campo, también es llamado Barro o Lodo de Perforación, según la terminología más común en el lugar. Funciones: 1) Remover los recortes de Perforación 2) Controlar las Presiones de la Formación 3) Suspender y descargar los recortes 4) Obturar las formaciones permeables 5) Mantener la estabilidad del pozo

2.4 TIPOS DE FLUIDOS DE PERFORACIÓN Un fluido de perforación que es fundamentalmente líquido, se denomina también lodo de perforación. Se trata de una suspensión de sólidos, líquidos o gases en un líquido. El líquido en el cual todos los aditivos químicos están suspendidos se conoce como fase continua del líquido de control ó lodo y las partículas sólidas o líquidos suspendidos dentro de otro (glóbulos) constituyen la fase discontinua; cuando se conoce la constitución de la fase continua, se obtiene el tipo de sistema de fluido conocido como base del lodo; por ejemplo, en la siguiente tabla observamos:


5



FASE CONTINUA

FASE DISCONTINUA (MENOR VOLUMEN DE

(MAYOR VOLUMEN DE

SÓLIDOS O

LÍQUIDOS)

LÍQUIDOS)

TIPO DE FLUIDO

BENTONITA, BARITA, EL AGUA INTEGRA EL

DISPERSANTES Y

LA FÓRMULA DE ESTOS

60AL90% DEL VOLUMEN,

CIERTOS POLIMEROS,

TIPOS DE

COMO

INTEGRAN DEL

FLUIDOS SE CONOCEN

BASE EN LA

7 AL 27% DE LOS SÓLIDOS Y

COMO

FORMULACIÓN DE UN

EL 3% DE

SISTEMA (TIPO) DE

LUBRICANTES FLUIDOS

FLUIDO.

COMO VOLUMEN.

BASE AGUA

LAS SALMUERAS DE EL ACEITE INTEGRA EL 40

DIVERSAS SALES

AL 70%

COMO CALCIO o SODIO

LA FÓRMULA DE ESTOS

DEL VOLUMEN, COMO

OCUPAN

TIPOS DE

BASE EN LA

ENTRE EL10 AL 20% COMO

FLUIDOS SE CONOCEN

FORMULACIÓN DE UN

VOLUMEN,

COMO

SISTEMA

LOS EMULSIFlCANTES EL5% Y DE UN

BASE ACEITE

(TIPO) DE FLUIDO. 15% A 35 % LOS SÓLIDOS.


6


AUTOR: MARCA CANO RODRIGO 2.4.1 Fluido de perforación base agua El agua es uno de los mejores líquidos básicos para perforar por su abundancia y bajo costo. Sin embargo, el agua debe ser de buena calidad ya que las sales disueltas que pueda tener como calcio, magnesio y cloruros tienden a disminuir las buenas propiedades requeridas. Por esto es aconsejable disponer de análisis químicos de las aguas que se escojan para preparar el fluido de perforación. El fluido de perforación más común está compuesto de agua y sustancia coloidal. Durante la perforación puede darse la oportunidad de que el contenido coloidal de ciertos estratos sirva para hacer el fluido pero hay estratos tan carentes de material coloidal que su contribución es nula. Por tanto es preferible utilizar bentonita preparada con fines comerciales como la mejor fuente del componente coloidal del fluido.

2.4.2 Fluido de perforación base aceite Para ciertos casos de perforación, terminación o reacondicionamiento de pozos se emplean fluidos a base de petróleo o de derivados del petróleo. En ocasiones se ha usado crudo liviano, pero la gran mayoría de las veces se emplea diesel u otro tipo de destilado pesado al cual hay que agregarle asfalto para impartirle consistencia y poder mantener en suspensión el material pesante y controlar otras características.

2.5 ADITIVOS Un aditivo es una sustancia que se le agrega al lodo para cambiar sus propiedades, en busca de mejorar la perforación, para prevenir o corregir problemas durante la misma o para ofrecer protección a los equipos y herramientas utilizados en la operación. En perforación, aunque la base es un lodo bentonítico puro formado por una suspensión de arcilla en agua, se adicionan ciertos productos para conseguir unas características y propiedades del lodo que se aproximen a las consideradas experimentalmente como más óptimas. A continuación se mencionan algunos aditivos que se utilizan para controlar la presión de los fluidos de la formación previniendo disparos. La característica de importancia de los Asignatura: Fluidos De Perforación Carrera: ING. EN GAS Y PETROLEO

7


AUTOR: MARCA CANO RODRIGO materiales densificantes es su gravedad específica, debido a que a una mayor gravedad específica se tiene una menor concentración de sólidos en el lodo. 

Barita



Hematita

Los aditivos que se utilizan para aumentar la viscosidad de los fluidos de perforación para mejorar el rendimiento en el lodo y así mantener limpio el pozo sacando todos los recortes de la perforación son: 

Bentonita



Bentonitas modificadas

2.5.1 Bentonita La bentonita es una arcilla utilizada en cerámica de grano muy fino del tipo de la montmorilinita que contiene bases y hierro. El nombre deriva de un yacimiento que se encuentra en Fort Benton, Estados Unidos. El tamaño de las partículas es seguramente inferior a un 0,03% al del grano medio de la caolinita. La formación estructural peculiar de estos compuestos da lugar a muchas propiedades coloidales de las mismas, que consiste en un alto grado de dispersión, desarrollo de cargas eléctricas sobre la superficie de las partículas, extrema movilidad de las mismas, intercambio de iones y tixotropía. Todas estas propiedades son de gran importancia para controlar las condiciones de los fluidos de perforación. La propiedad más importante de esta arcilla como reactivo en un fluido de perforación es la viscosidad relacionada con la tixotropía; o sea, la propiedad que tienen de formar estructuras gelatinosas cuando están en reposo, y volverse fluidos nuevamente al ser agitados, les da estas suspensiones una importancia capital en los fluidos de perforación permitiéndoles suspender los recortes y los materiales densificantes al sacar la tubería y estar el lodo en reposo por periodos de tiempos variables. El tipo más normal es la cálcica. La sódica se hincha cuando toma agua. El hierro que contiene siempre le da color, aunque existe también una bentonita blanca. Este tipo dará un mejor color en reducción que en la oxidación cuando se emplea en cuerpos de porcelana. Existen diversos tipos de bentonita que varían tanto en la plasticidad como en la dureza. Existen unas pocas, como la tierra de batán, que carecen totalmente de plasticidad. Asignatura: Fluidos De Perforación Carrera: ING. EN GAS Y PETROLEO

8


AUTOR: MARCA CANO RODRIGO 2.5.1.1 Aplicaciones 

En cementaciones, para sostenimiento de tierras, en forma de lodo bentonítico.



En construcción, como material de sellado.



En perforación de pozos para extraer agua, petróleo o gas natural, usada en la preparación de los lodos de perforación.



En la industria del vino como clarificante proteico.



Alimentación animal para eliminación de toxinas de alimentos.

2.5.2 Barita La barita es un mineral no metálico cuya fórmula química es BaSO4, es conocida también como baritina o espato pesado, siendo unas de sus principales características el ser un material inerte, no tóxico y que tiene un alto peso específico, llegando a ser de hasta 4.5 g/cm3, siendo ésta ultima característica de donde proviene su nombre que es de la palabra griega baros que significa pesado. El sulfato de bario comúnmente conocido como barita, es un sólido que se adiciona a los fluidos de perforación para incrementar la densidad, con objeto de conferir la habilidad de evitar que el gas, aceite o agua, presentes en las formaciones permeables, invadan el agujero perforado; previniendo además el derrumbe de las paredes mediante el control de la presión hidrostática de las columnas del fluido, que depende de la densidad de la barita adicionada y de la longitud de la columna hidrostática. El color va de transparente al blanco, pasando por rosa pálido, azul, amarillo y rojo amarillento, dependiendo de las impurezas que contenga.

2.5.2.1 Aplicaciones La barita tiene importantes aplicaciones en la industria de la pintura como un pigmento con resistencia a los ácidos. Se usa en la obtención del elemento bario. El principal uso de la barita es en la industria petrolera y se utiliza para incrementar la densidad de los fluidos de perforación para que puedan realizar las siguientes funciones: 

Control de presión de formaciones.



Disminuir los derrumbes de las formaciones no consolidadas.



Disminuir el peso de la tubería de perforación durante los viajes.



Ayudar a combatir algunos tipos de pérdidas de circulación.


9


AUTOR: MARCA CANO RODRIGO CAPÍTULO III

3.1 IMPORTANCIA DEL CONTROL DE CALIDAD DEL ADITIVO 3.1.1 Control de calidad El control de calidad son todos los mecanismos, análisis, herramientas que realizamos para detectar la presencia de errores. La función del control de calidad existe primordialmente como una organización de servicio, para conocer las especificaciones establecidas por la ingeniería del producto y proporcionar asistencia al departamento de fabricación, para que la producción alcance estas especificaciones. Como tal, la función consiste en la colección y análisis de grandes cantidades de datos que después se presentan a diferentes departamentos para iniciar una acción correctiva adecuada. Para controlar la calidad de un producto se realizan inspecciones o pruebas de muestreo para verificar que las características del mismo sean óptimas. El único inconveniente de estas pruebas es el gasto que conlleva el control de cada aditivo, ya que se prohíbe su utilización por los daños que pueda ocasionar en la perforación si se agrega al fluido.

3.1.1.1 Importancia de la calidad La calidad de un producto se puede ver desde dos enfoques tradicionales que son: 

Perceptiva: Satisfacción de las necesidades del cliente



Funcional: Cumplir con las especificaciones requeridas

3.1.2 ¿Dónde se utiliza el control de calidad? Se relaciona con el amplio campo administrativo y técnico de desarrollo, conservación y mejoramiento de la calidad de un producto. Los diferentes métodos que se tienen a la mano no son todos satisfactorios para cualquier caso, cada método debe de ser seleccionado de acuerdo a las necesidades del trabajo. Tareas de control de calidad 

Control de nuevo diseño



Control de la materia prima comprada


10


AUTOR: MARCA CANO RODRIGO 

Control del producto.



Estudios especiales del proceso

3.1.2.1 Control de nuevos diseños Comprende el establecimiento y la especificación de la calidad deseable de costo, calidad de desempeño, calidad de seguridad y calidad de confiabilidad del producto, para el agrado de satisfacción esperado por el cliente, incluyendo la eliminación o localización de causas de deficiencias en la calidad, antes de iniciar la producción formal.

3.1.2.2 Control de materiales adquiridos Implica la recepción y almacenamiento a los costos más económicos de calidad, de solo aquellas partes cuya calidad cumple con los requisitos especificados, con atención a la más completa responsabilidad practica del vendedor.

3.1.2.3 Fases del control de materiales adquiridos 

Establecimiento de encuestas, responsabilidad y vigilancia orientadas hacia el proveedor.



Control sobre materiales y partes recibidas de fuentes externas.



Control sobre materiales y partes procesados por otras plantas de la misma compañía o enotras divisiones

de

la

planta.

3.1.3 Control del producto Comprende el control en el lugar mismo de la elaboración y continúa hasta el área de recibo, de manera que las discrepancias puedan ser corregidas, evitando la fabricación del producto defectuoso.

3.1.3.1 Fases del control del producto: 

Control del maquinado o del proceso de partes componentes



Control de ensamble y de empaques de lotes



Control de servicio del producto al cliente


11


AUTOR: MARCA CANO RODRIGO 3.1.3.2 Estudios especiales de proceso Los estudios especiales de proceso comprenden investigaciones y pruebas, a fin de localizar las causas por las que el producto no cumple con sus especificaciones y se determine la posibilidad de mejorar las características de la calidad, y para asegurar que las mejoras y acciones correctivas sean permanentes y complejas.

3.1.4 Control El Control de Calidad para aditivos se realiza mediante pruebas que están incluidas en las Normas Mexicanas o Internacionales las cuales contienen los procedimientos y las especificaciones que deben cumplir, así como también cuando el aditivo no cumple con uno o más de los parámetros. El suministrar un producto o servicio en el cual su calidad haya sido diseñada, producida y sostenida a un costo económico y que satisfaga por entero al consumidor es la idea principal para que se cumpla el objetivo de este trabajo. El control de la calidad es un sistema efectivo de los esfuerzos de varios grupos en una empresa para la integración del desarrollo del mantenimiento y de la superación de la calidad con el fin de hacer posibles mercadotecnia, ingeniería, fabricación y servicio, a satisfacción total del consumidor y al costo más económico.


12


AUTOR: MARCA CANO RODRIGO CAPITULO IV

4.1. MÉTODOS DE PRUEBA 4.1.1. Densidad (Método del matraz Le Chatelier) Fundamento: El fundamento se basa en la definición de densidad, masa por unidad de volumen. Se hace uso del matraz de Le Chatelier que posee una escala que permite determinar el volumen de aceite diésel desplazado por una cantidad específica de barita, bajo condiciones de temperatura controlada. Procedimiento: a)

Llene un matraz Le Chatelier, limpio y seco, con diesel hasta aproximadamente 22 mL por debajo de la marca de cero, tápelo.

b)

Coloque sumerja y asegure la verticalidad del matraz en un baño de temperatura controlada a 32°C 0,5°C; cubrir la graduación máxima, manteniéndolo bajo estas condiciones durante una hora.

c)

Registre el volumen inicial, como Vi, con exactitud de 0,05 cm3, sin sacar el matraz del baño.

d)

Saque el matraz del baño y con ayuda del embudo adicione lentamente y en pequeñas cantidades 80 g 0,05 g de barita seca, registre como “m” evitando que ésta

obstruya el cuello del matraz. Use una brocha para transferir cualquier residuo de barita dentro del matraz. e)

Tape el matraz agite con cuidado girándolo sobre su base, para eliminar el aire que pueda tener ocluido la muestra de barita y al mismo tiempo para asegurar que no quede ninguna partícula de la misma en el cuello del matraz.

f)

Regrese el matraz al baño manteniéndolo en éste durante una hora; después de lo cual se lee el volumen final con exactitud de 0,05 cm3, registre como Vf.


13


AUTOR: MARCA CANO RODRIGO Expresión de resultados 

   

Donde: D = es la densidad, en g/cm3 M = es la masa de la muestra, en g Vf = es el volumen final, en cm3 Vi = es el volumen inicial, en cm3

4.1.2 Humedad Fundamento: El método se basa en la definición de humedad higroscópica o agua libre que corresponde a la cantidad de agua o cualquier otro material volátil, que puede ser eliminado mediante secado hasta masa constante (obtener una diferencia en masa no mayor a 0,01 g) a una temperatura ligeramente superior a la ebullición del agua. Procedimiento: 

Determine la masa de 10 g 0,001 g de barita en el pesafiltro.



Seque en la estufa durante dos horas a 105°C 3°C, enfríe la muestra en el desecador y determine la masa nuevamente.

4.1.3 Granulometría retenido en mallas 200 y 325 Fundamento: Uno de los procedimientos para determinar el tamaño de partícula lo constituye el cribado del material a través de mallas con dimensiones estándar, con ello se controla un contenido de partículas finas que no ocasione problemas de abrasividad.


14


AUTOR: MARCA CANO RODRIGO Procedimiento: a) Determine la masa de 50 g 0,001 g de muestra base seca (debe corregir esta cantidad por el contenido de humedad) y registre esta masa como “m”. Transfiera la

muestra al vaso de precipitados y agregue 350 mL de agua destilada y 0,2 g de pirofosfato tetrasódico anhidro, agitando lentamente la muestra durante 5 minutos. b) Transfiera la muestra sobre el juego de mallas colocadas de manera que la de arriba sea la de 200 y la de abajo la 325. Lave con un flujo continuo de agua corriente durante 5 minutos. c) Transfiera el retenido de cada una de las mallas por separado a cápsulas de porcelana, recuperando con agua la que pudiera quedarse adherida en las mallas. d) Deje reposar el contenido de las cápsulas de porcelana durante 10 minutos y decante el exceso de agua evitando la perdida de sólidos. e) Seque los retenidos en la estufa a una temperatura de 105°C 3°C, durante una hora. Enfríe y determine la masa con exactitud, registre como PR1 el retenido en la malla 200 y como PR2 el retenido en la malla 325.

4.1.4 Retenido en malla 200 Fundamento: Uno de los procedimientos para determinar el tamaño de partícula lo constituye el cribado del material a través de mallas con dimensiones estándar. Con ello se controla un tamaño de partículas adecuado. Procedimiento: 

Determine la masa de 25g a 0,1g. De la muestra tal como se recibe; transfiérala a la malla 200, a la que previamente se le acomodó la charola receptora, colóquela con su tapa en el vibrador mecánico y cribe durante 40 minutos.


15



4.2 MÉTODOS DE PRUEBA 2 4.2.1 Humedad Fundamento: El método se basa en la definición de humedad higroscópica o agua libre, también conocida como humedad libre, que corresponde a la cantidad de agua o cualquier otro material volátil que puede ser eliminado mediante secado hasta masa constante a una temperatura ligeramente superior a la de ebullición del agua. Procedimiento: a) Determine la masa de 5 g ± 0.001 g de muestra de goma de xantana en el pesafiltro y seque a 105°C ± 3°C, hasta masa constante (obtener una diferencia no mayor de 0.01 g). b) Enfríe la muestra en el desecador y determine la masa nuevamente.

4.2.2 Solubilidad en ácido clorhídrico (HCl) Fundamento: El ácido clorhídrico combinado con la temperatura, acelera el proceso de degradación o eliminación de la goma xantana por destrucción de la cadena del polímero. La máxima solubilización de esta en una solución de ácido clorhídrico implica su remoción de las paredes del pozo y consecuentemente evita el daño permanente a la formación productora de hidrocarburos. Procedimiento: a) Determine la masa de 0.5 g ± 0.001 g de la muestra base seca (debe corregir por el contenido de humedad de la muestra) y transfiéralo al vaso de precipitados de 400 mL, adicione 250 mL de la solución de HCl al 15 % ± 1 %, previamente calentada a 65°C ± 3°C. b) Coloque el vaso con la mezcla anterior en la parrilla de calentamiento y agite durante 1 hora manteniendo la temperatura a 65°C ± 3°C. Asignatura: Fluidos De Perforación Carrera: ING. EN GAS Y PETROLEO

16


AUTOR: MARCA CANO RODRIGO c) Centrifugue a 1100 rpm, teniendo la precaución de enjuagar el vaso donde se disolvió la muestra; incluyendo el agua del enjuague en la solución a centrifugar. d) Lave el residuo 2 veces con agua destilada repitiendo la operación de centrifugado y decantado; por último, seque el residuo en la estufa durante 2h a 105°C + 3°C, enfríe en el desecador y determine la masa con exactitud de + 0.001 g.

4.2.3 Retenido en malla 40 Fundamento: El procedimiento se basa en el hecho de que es posible determinar el tamaño de partícula y su distribución, mediante el cribado del material a través de un juego de mallas con dimensiones estándar, para el caso de este procedimiento, solo interesa determinar que el tamaño de partícula del material sea inferior a 425 m. Procedimiento: a) Determine la masa de 10 g ± 0.01 de la muestra tal como se recibe y transfiérala a la malla 40 a la que previamente se le acomodó la charola receptora y tape. b) Lleve al vibrador mecánico y acciónelo durante 20 minutos. c) Determine la masa del retenido sobre la malla con exactitud de ± 0.01 g.

4.2.4 Reología Fundamento: Las propiedades de flujo de los fluidos de perforación están determinadas por su reología. Los viscosímetros rotacionales de cilindros concéntricos son instrumentos cuyas constantes han sido ajustadas de acuerdo con el Modelo plástico de Bingham; la viscosidad plástica y el punto de cedencia son probablemente las propiedades más conocidas de los fluidos de perforación. Estas son calculadas a partir de la lectura directa en el viscosímetro rotacional a las velocidades de 600 y 300 rpm, con el mismo instrumento se obtiene la lectura a 3 rpm, la cual es utilizada para determinar la gelatinosidad.


17


AUTOR: MARCA CANO RODRIGO Procedimiento: a) Agite en el mezclador durante 3 minutos la muestra de fluido por evaluar (agua de mar, salmuera de NaCl y/o bentonita-polímero), transfiera una porción a la copa térmica previamente calentada a 30°C ± 2°C y determine en el viscosímetro rotacional las lecturas a 600, 300 y 3 rpm, regístrelas. b) Accione el viscosímetro rotacional a 600 rpm durante 30 segundos, cambie la velocidad a 3 rpm y pare el viscosímetro, permita que el fluido permanezca sin movimiento durante 10 minutos. Determine la lectura a 3 rpm, registrando el valor máximo obtenido como gelatinosidad a 10 minutos.

4.2.5 Estabilidad térmica Fundamento La evaluación se basa en el hecho de que temperaturas superiores a 120°C se inicia el proceso de degradación de la goma xantana por efecto térmico, por lo que la determinación tiene por objeto verificar que el deterioro en las propiedades del fluido a la temperatura de referencia, sea mínimo. Procedimiento: a) Transfiera 500 mL del fluido de salmuera de NaCl en el vaso y con agitación en el mezclador adicione 0.35 g de Na2SO3, agite durante 5 minutos; ajuste el pH con la solución de NaOH a 9.0 ± 0.2. Nota: Al fluido bentonita-polímero no se le adiciona Na2SO3. b) Llene la celda de rolar con el fluido de prueba (salmuera de NaCl y bentonita polímero) hasta aproximadamente 2 cm por debajo del borde superior. Tápela y presurice con nitrógeno a 345 kPa, compruebe que no existan fugas y añeje termicamente a 120°C ± 3°C; de 16 a 17 horas. c) Enfríe a temperatura ambiente (no acelere este proceso con agua) y verifique que la celda aún está presurizada si no es así, repetir el procedimiento desde el inciso a).


18


AUTOR: MARCA CANO RODRIGO CAPÍTULO V

5.1 RESULTADOS Tabla 5.1 Parámetros de la Bentonita

Parámetros

Especificaciones

Resultados

Bentonita

M1

Tratada Humedad

1

2

3

10,0 máximo

11,5

11,3

11,5

15,0 mínimo

14,5

14,2

14,4

6,7 mínimo

3,18

3,17

3,17

(%) Viscosidad Aparente (mPa-s) Punto de cedencia (Pa) Relación punto de

1,62

1,60

1,62

cedencia/viscosidad 3,0 máximo plástica(Pc/Vp) Filtrado (cm )

14,0 máximo

9,6

9,4

9,3

Reducción de viscosidad

3,0 máximo

0,5

0,3

0,5

3,0 máximo

0,16

0,16

0,15

60,0 mínimo

65

66

65

aparente (mPa-s) Retenido en malla 200 (abertura (%) 75µm) Capacidad de intercambio catiónico CIC (meq/100gr)


19


AUTOR: MARCA CANO RODRIGO Tabla 5.4 Parámetros de la Barita Parámetros

Especificaciones

Resultados

Barita

M4

Densidad (g/cm3)

4,20 mínimo

4,20

4,25

4,20

Humedad (%)

0,3 máximo

0,18

0,15

0,16

Granulometría: Retenido en malla 200 ASTM (Abertura A 75 m)

2,25

2,25

2,25

8,5 mínimo

14,93

14,96

14,95

(%)

Retenido en malla 325 ASTM (Abertura 45 m)

4,0 máximo

(%)


20


AUTOR: MARCA CANO RODRIGO CAPITULO VI

6.1 CONCLUSIONES Los fluidos han tenido gran importancia en la perforación de pozos petroleros debido a que estos tienen la capacidad para lograr las funciones esenciales y minimizar anticipadamente los problemas en el pozo. En la actualidad se diseñan fluidos con aditivos químicos resistentes y estables que ayudan a mejorar las condiciones de perforación como son la bentonita, barita, NaCl y goma xantana analizados en el presente trabajo. Existen diferentes clasificaciones de aditivos según su composición química, propiedades fisicoquímicas y el tipo de fluido en el que se ocupen. De acuerdo a los resultados obtenidos en el presente trabajo se concluye que los aditivos deben pasar ciertos parámetros para cumplir su función de darle ciertas características al fluido. El control de calidad utilizado en este proyecto se llevó a cabo mediante pruebas realizadas en el laboratorio y se puede decir que cumplió con el objetivo planteado, ya que al realizar las pruebas apoyándonos por las normas NMX, se arrojaron resultados con lo que se pudo dar cuenta si el aditivo tenía un grado aceptable de seguridad de conformidad con los límites establecidos en las normas y así poder emplearlo en la preparación de un fluido de perforación. El control de calidad del aditivo es importante, ya que es el que le brinda las propiedades al fluido de perforación, por lo tanto hay que asegurarse que las propiedades del lodo sean las correctas para el ambiente de perforación específico, si el aditivo no cumple con los parámetros especificados en las normas es muy probable que se presenten problemas en la perforación por lo tanto al realizar estas pruebas en el laboratorio se pueden prever los problemas en el pozo.




6.2 RECOMENDACIONES Se recomienda realizar una buena preparación de lodo para no tener tiempos no productivos en la perforación. Utilizar adictivos adecuados para cada formación a perforar, así de esta manera prevenir daños a la formación.




6.3 DISCUSIÓN El presente trabajo realizado por los integrantes del grupo, tomamos en cuenta las diferentes ideas de cada uno, una de las ideas más importantes que podemos rescatar de esta discusión es a cerca de las funciones que cumple los fluidos de perforación como por ejemplo remover los sólidos del fondo de hoyo y transportarlos hasta la superficie, enfriar y lubricar la mecha y la sarta de perforación, cubrir las paredes de hoyo, etc.




Referencias Manual de fluidos de procedimientos de Análisis y Preparación de fluidos de la compañía QMAX S.A. de C.V. http://www.slb.com/media/services/resources/oilfieldreview/spanish04/spr04 /p 20_29.pdf NORMA NMX-L-159-SCFI-2003 de barita empleada en fluidos de perforación. http://www.monografias.com/trabajos14/tensoactivos/tensoactivos.shtml NORMA NMX-l-146-1995 para arcilla organofílica empleada en fluidos de perforación, terminación y mantenimiento de pozos petroleros - especificaciones y métodos de prueba. http://depa.pquim.unam.mx/fqangeles/fisicoquimica/series/ATASerieUII.PDF NORMA NMX-L-150-1995 para el cloruro de sodio empleado en fluidos de perforación, terminación y reparación de pozos petroleros - especificaciones y métodos de prueba. http://www.miliarium.com/proyectos/estudioshidrogeologicos/anejos/metodo sperforacion/Lodos_Perforacion.asp




ANEXOS Asignatura: Fluidos De Perforación Carrera: ING. EN GAS Y PETROLEO


AUTOR: MARCA CANO RODRIGO Bentonita tratada

Barita

Matraz Le Chatelier


Control de La Calidad de Aditivos Empleados en La Preparacion de Un Fluido de Perforacion

Recommend Documents