INTRODUCCION OBJETIVOS
Preparar un fluido de perforación densificado con barita OBJETIVOS ESPECIFICOS
Medir la densidad del fluido con barita Medir el ph del fluido Medir la temperatura del fluido Calcular la viscosidad plástica y relativa Calcular el punto cedente y el estado gel
MARCO TEORICO
Retorta Una unidad de destilación de lodos que se utiliza para medir el contenido de agua, aceite y sólidos de un lodo. Se compone de un cuerpo cilíndrico provisto de un portamuestras para el lodo, un elemento calefactor (o un horno) y un condensador de aluminio. Un receptor de vidrio graduado atrapa y mide los volúmenes de agua y aceite que se condensan del lodo. Los dispositivos de retorta están disponibles dispo nibles en tres tamaños, 10, 20 y 50 cm3, que son los volúmenes de lodo colocados en el vaso para la muestra. Los datos obtenidos del ensayo son el volumen porcentual de agua, aceite y sólidos de retorta.
Viscosímetro de fann o rotacional:
Los viscosímetros de indicación directa son instrumentos de tipo rotativo accionados por un motor eléctrico o una manivela. man ivela. El fluido de perforación está contenido dentro del espacio anular entre dos cilindros concéntricos. El cilindro exterior o manguito de rotor es accionado a una velocidad rotacional (RPM – revoluciones por minuto) constante. La rotación del manguito de rotor en el fluido impone un torque sobre el balancín o cilindro interior. Un resorte de torsión limita el movimiento del balancín y su desplazamiento es indicado por un cuadrante acoplado al balancín. Con el viscosímetro de velocidad variable FANN VG se pueden tomar 6 lecturas a diferentes revoluciones por minuto (rpm) de la muestra de fluido que se desea determinar. Básicamente consta de dos velocidades ALTA (HIGH) y BAJA (LOW), las cuales accionando un embrague (CLUTCH) y por medio de un mecanismo de engranes permiten seleccionar la velocidad de lectura que se requiere.
Que es bentonita La bentonita es una roca compuesta esencialmente por un material cristalino, semejante a una arcilla formado por la desvitrificación y consiguiente alteración de un material ígneo vítreo, vítreo, usualmente cenizas volcánicas o tobas. El mineral de la arcilla característico tiene hábito micáceo y fácil exfoliación y una textura heredada de las cenizas volcánicas o de la toba
Barita La barita es un mineral no metálico cuya fórmula química es BaSO 4. 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 gr /cc, siendo ésta ultima característica de donde proviene su nombre que es de la palabra griega baros que significa pesado. Encabeza a un grupo mineralógico conformado por la barita misma, celestita, anglesita y anhidrita.
Concepto de pH El pH es una unidad de medida que sirve para establecer el nivel de acidez o alcalinidad de una sustancia
Que significa el nivel de acidez en el pH Cuando se obtiene mediante una medida de pH que un producto, sustancia o elemento es acido, quiere decir que posee una alta o baja cantidad de iones de hidrogeno (dependiendo del nivel).
La escala de medida del pH Así como para establecer los metros de una tabla, se usa una cinta de medir que posee milímetros, centímetros y metros, igualmente el pH cuenta con su propia escala. De esa forma encontraremos que esta va de 0 a 14. Alcanzar el 0 es indicador de máxima acidez, por su parte, 14 es el compuesto, base. El punto intermedio es el 7, como su nombre indica, es el neutral
Como se mide el pH Existe en el mercado de la venta de productos químicos, como las farmacias, un instrumento de fácil uso que se llama papel de tornasol. Se llama así debido a que cambia su color dependiendo de la solución en la que se sumerja, de esta forma los ácidos harán que el papel se vuelva rosa. De la misma manera, cuando introduzca en una solución básica, se pondrá azul. Este papel se debe dejar unos segundos en contactos con lo que se quiere medir.
Para obtener un resultado más específico en la tabla usando estos mismo s papeles de tornasol, existen con niveles, así que se debe seleccionar de forma aproximada el papel con la escala que le corresponde al producto que se medirá. De no conocerlo que ser mediante ensayo y error
Viscosidad plástica La Viscosidad Plástica (PV) es la resistencia de un fluido a fluir. En el Campo se puede obtener el valor de la misma a través de un aparato conocido como Viscosimetro. Comúnmente, este equipo es utilizado para medir las tasas de corte a 600, 300, 200, 100, 6 y 3 revoluciones por minuto (rpm). Se puede calcular la viscosidad plástica partiendo de la diferencia entre las lecturas de 600 y 300 rp obtenidas del viscosímetro. Viscosidad aparente La viscosidad de un fluido medida a la velocidad de corte especificada por el API. En el modelo reológico plástico de Bingham, la viscosidad aparente (VA) es la mitad de la lectura del dial a 600 rpm (1022 seg -1 de velocidad de corte) utilizando un viscosímetro rotacional de indicación directa. Por ejemplo, una lectura de 600 rpm es 50 y la VA es 50/2, o 25 cp.
Punto cedente Conocido tambien como "Yield Point". Es la resistencia al flujo causada por fuerzas electroquímicas o de atracción entre partículas sólidas del lodo de perforación. Es consecuencia de las cargas eléctricas sobre la superficie de las partículas dispersas en la fase fluida.
EQUIPO Y MATERIAL
Bentonita
Agua
Balanza
Batidor
Termómetro
Medidor de PH
Balanza de lodos
Probeta
Piseta
Espátula
Barita
Vidrio reloj
Viscosímetro de Fann
Retorta
PROCEDIMIENTO
Para crear un fluido base agua con contenido de bentonita y además poder cumplir los objetivos específicos nos basaremos en un ejercicio realizado en laboratorio de manera teórica con los siguientes datos:
Agregar 22gr. de bentonita a 350cc. De agua ¿Qué densidad tiene la mezcla, densificar con barita hasta = 1.12 ⁄ para obtener la masa de la barita, medir la temperatura, viscosidad plástica, viscosidad aparente, punto cedente, y estado gel? Medir el porcentaje de agua y sólidos en la retorta
= 22
Usando la formula
= 350
= ⇒ =
= 1 ⁄
=
= 2.65 ⁄
= + ⇒ 350 + 8.301
= ?
= 358.301
. ⁄
= 8.301
Usando la formula
= + 1 Despejando la masa de la fórmula:
=
⇒ = ∗ 2
Reemplazamos 2 en 1 tenemos:
∗ = ∗ + ∗ 3 (1 ⁄ ∗ 350) + (2.65 ⁄ ∗ 8.301 ) = 358.301
= 1.038 ⁄ Ahora densificaremos la mezcla con = 1.12 Y Baritina = 4.4 ⁄, para esto la fórmula 3 será modificada con los nuevos datos:
∗ + ∗ = ∗ 3 Tomando en cuenta la formula
+ = 4 Remplazando la ecuación 4 en 3 tenemos:
∗ + ∗ = ∗ + Despejando el volumen de la baritina tenemos:
=
− −
= 358.301
1.12 − 1.038 4.4 − 1.12
= 8. 957 Usando la ecuación de la densidad hallamos la masa de la baritina:
=
⇒ = ∗
= 4.4 ∗ 8.957 = 39.410 Se obtuvo = 39.410 con el cual se podrá hacer los cálculos en laboratorio para el porcentaje de solidos que se tendrá. Ahora se aplicara los datos del ejercicio y los datos obtenidos para laboratorio: Agua = 350 cc Bentonita = 22 gr Baritina = 39.410 gr
Con las siguientes medidas que tenemos preparemos el fluido de perforación en base agua Primero medimos 350 cc de agua en la probeta y 22 gr de bentonita pesados en la balanza eléctrica
Después de esto prepararemos el fluido como siempre se lo realiza, metiendo el agua en el vaso y añadiendo poco a poco la bentonita con ayuda de la espátula
Una vez realizado esto se densificara el lodo con barita para ello usaremos el dato obtenido de = 39.410 para esto pesaremos en la balanza esta cantidad de barita para luego añadirla al fluido que está en la batidora.
Luego se sacara de la batidora el fluido y se colocara 20 ml a la retorta para ver cuanta cantidad de solidos tenemos
Después tendremos que esperar hasta que salga toda la cantidad de agua hacia una probeta de 25 ml, este proceso tardara 20 a 25 minutos.
Una pasado los 20 minutos podemos ver que la cantidad de agua obtenida de la probeta es:
Agua en probeta (cap.25ml)= 19 ml
Con este dato podemos saber cuanto de solidos tiene el fluido con una regla de tres:
Cantidad total = 20 ml Agua en probeta = 19 ml
=
20
100
19
x
19 × 100 20
X = 95 % ( Cantidad de agua )
. = 5 % Entonces solo existe 5 % de solidos en el fluido de perforación Con el fluido restante que tenemos mediremos el PH, la temperatura y también la densidad con la balanza de lodos, este proceso se hará para saber si hay una diferencia entre un fluido de perforación de bentonita y un fluido de perforación densificado con baritina.
Los datos obtenidos son: PH = 9 Temperatura = 31°c Viscosidad = 1.12 ⁄ Ahora se usara el viscosímetro de Fann para medir las viscosidad relativa, aparente, punto cedente y punto gel del fluido de perforación, para esto se colocara el fluido en el vaso del viscosímetro de fann, luego se iniciara en la velocidad más alta a 600 rpm.
Ahora se bajara a velocidad baja y de la misma manera se hará girar a 300 rpm
Por ultimo para saber el punto gel de la mezcla se hara girar a una velocidad baja pero con una revolución de 3 rpm.
Los datos obtenidos son:
= 41 ⁄100 = 28 ⁄100 = 10 ⁄100 Con los datos obtenidos podremos obtener las viscosidades y el punto cedente cumpliendo así los objetivos específicos. Viscosidad plástica
= − = 41 − 28 = 13 = 13 ⁄100 Viscosidad aparente
= =
2
41 = 20.5 2
= 20.5 ⁄100 Punto cedente
= − = 28 − 13 = 15 = 15 ⁄100
RESULTADOS
Los resultados después de la práctica de laboratorio para el fluido de perforación son:
Propiedades
Fluido de perforación
Temperatura
31 °c
PH
9
Densidad del fluido
1.12 ⁄
Porcentaje de solidos
5%
Viscosidad plástica
13 ⁄100
Viscosidad aparente
20.5 ⁄100
Punto cedente
15 ⁄100
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES Acabado el ensayo de laboratorio podemos observar que el fluido de perforación al ser densificado con barita, varia sus propiedades en temperatura, ph y densidad, además se observa que cumpliendo los objetivos específicos vemos que obtenemos datos de viscosidad plástica, relativa y punto cedente, además también el estado gel del fluido densificado.
RECOMENDACIONES
Se debe tener cuidado con el agregado de la baritina en el fluido de perforación y además también en el pesaje de este con datos obtenidos en el laboratorio
Tomar con precisión los datos de PH, temperatura y densidad y cometiendo los mínimos errores
Ver que al agregar el fluido densificado a la retorta no derramar o poner mucho fluido porque esto hará que haya fugas del fluido al momento de calentarlo para obtener el porcentaje de solidos
Tomar medidas exactas en el viscosímetro de fann de manera correcta para que nuestros resultados no varíen con los de otros grupos
ANEXOS
NORMAS VIGENTES DE ACCIÓN PARA LABORATORIO DE PETROLERA 1. El requerimiento del laboratorio de equipos, materiales, reactivos e insumos deberán ser solicitados con 7 días de anticipación y 48 horas como mínimo, a fin de prever lo solicitado y garantizar el desarrollo de las practicas. 2. Las prácticas deben desarrollarse estrictamente en horarios académicos y en caso de ser necesario por la naturaleza del trabajo, se deberá solicitar ampliación, siempre y cuando se comience con puntualidad. 3. El personal que interviene en las prácticas de laboratorio deberá, asistir a las mismas portando el vestuario y protección necesaria, tales como guardapolvo, lentes, barbijos, jeans, calzado cerrado, cabello sujetado, etc. A fin de evitar accidentes. 4. Se deben tomar todas las medidas de seguridad establecidas al momento de realizar las prácticas de laboratorio. 5. El ambiente debe estar limpio a la entrega, el material y el equipo recibido debe ser devuelto en las mismas condiciones, vale decir dispuestas para su almacenaje. 6. Durante la ejecución de las prácticas, deben necesariamente contarse con la presencia del docente de la materia.
7. Queda por cuenta del docente la responsabilidad de que los estudiantes practicantes realicen la limpieza de los equipos y el adecuado uso de los reactivos. 8. Queda determinantemente prohibido sacar los equipos, materiales y reactivos fuera de sus instalaciones del laboratorio. 9. Está terminantemente prohibido fumar, comer o beber en el laboratorio. 10. Se deben evitar los desplazamientos innecesarios y no correr en el laboratorio. 11. Se debe guardar silencio y trabajar con seriedad para evitar accidentes e incidentes innecesarios. 12. Las mochilas y prendas de vestir deben de colocarse en los casilleros. 13. Los accidentes sufridos, como consecuencia de la mala manipulación de los instrumentos, son de exclusiva responsabilidad de los estudiantes. 14. En caso de suscitarse cualquier cualquier incidente que suponga daños en los equipos, se deberá elaborar el informe correspondiente (según formulario), a fin de establecer responsabilidad y/o deslindar las mismas. 15. Es responsabilidad del docente de la materia, que los estudiantes tengan los conocimientos del tema objeto a practicar a fin de garantizar la ejecución de las misma. 16. Es obligación del responsable del laboratorio, entregar todos los equipos, reactivos, insumos y materiales necesarios para la ejecución de las prácticas. 17. El plazo máximo para la reposición de material dañado durante las prácticas y previa comprobación de las circunstancias, es de siete días.
