Laboratorio N° 12 TEMA:
Preparación de lodo contaminado con Cal
Integrantes: Cruz Quis pe Elias Elias Nina Ni na Hurtado Will Wi lliam iam Wilfredo Lopez Lopez A ndia Dieg o B lanco lanco V ela elas quez quez R odrig o Balderrama Heredia Isaias Terrazas Terrazas C ondori ondori C laudio laudio Daniel C . Mullis aca G utier rez G uis ell A ng elica Ibañez Machu Machu S ebas ebas tian A lvis lvi s B urg ur g os S amir amir S iles Mojica Moji ca Yos Y os s elin R amos Quinta Q uintana na Ruben Melg ar Melg Melg ar Freddy Fr eddy Martinez B enavides K evin evi n
DOCENTE
: Ing. Eguez Vericochea Denis Humberto
GRUPO
:
SUB-GRUPO :
P2 A
FECHA DE ENTREGA: 13-11-2017 MATERIA
:
Fluidos De perforación
SANTA CRUZ-BOLIVIA
Preparación de lodo Contaminado con Cal 1.-OBJETIVO GENERAL. Conocer el comportamiento y las propiedades que adquiere un lodo floculado con sal para luego desflocularlo. Además, conocer y analizar por qué se flocula más rápido un lodo contaminado con Cal respecto a un lodo contaminado con sal o arcilla.
OBJETIVOS TEORICOS a) Conocer los instrumentos utilizados en la práctica, el uso de estos y diferenciar sus partes que los componen. b) Conocer la metodología de determinación de propiedades de un fluido de perforación con los instrumentos utilizados. c) Conocer las propiedades que tendrá un lodo contaminado con Cal
2.- FUNDAMENTO TEORICO En la presente practica, vamos a determinar cada uno de los pasos a realizar para la preparacion de un lodo fluculado con cal, luego de tener el lodo fluculado procederemos a desflcularlo con agua y dispersante para luego medir todas sus propiedades reologicas
FLUIDOS DE PERFORACION Se define como una mezcla heterogenea co una fase continua (agua,aceite,etc.), junto cpn otra fasediscontinua que son los productos quimicos como la barittina, que se le agrega al lado para que se tenga propiedades y cumplir ciertas funciones para poder realizar la perforacion de pozos productores de hidrocarburos. En el caso de un lodo base agua, como el que preparo nuestro grupo, podemos decir que esta formado por agua, arcillas y una serie de compuestos quimicos. Tanto las arcillas como los compuestos se encuentran disueltos, asi como la soda caustica o disperso como el caso de la betonia en el agua.
La mayoria de los productos que tienen el lodo base agua, pueden estar disociados, es decir, se encuentran en estado ionico DETERMINACIONES DE LAS PROPIEDADES Son propiedades inherentes al fluido e intensivas ()
DENSIDAD DEL LODO La densidad o peso del lodo es el peso por unidad de volumen, es la propiedad más crítica de cualquier fluido de perforación ya que con ella se provee el control primario del pozo. La densidad del fluido de perforación debe ser ajustada de modo que la presión hidrostática de su columna dentro del pozo sea suficiente para equilibrar la presión de las formaciones expuestas (excepto cuando se perfora en bajo balance) y permita un margen de seguridad de 200 psi. Sin embargo, si el sobre balance es excesivo podría ocurrir atrapamiento diferencial, daño de formación (invasión excesiva de fluido) o fractura hidráulica (provocando pérdidas de fluido). Los agentes densificantes típicos incluyen los minerales barita (SG 4.2), dolomita (SG 2.8) y sales individuales para la formulación de una salmuera particular.
VISCOSIDAD La viscosidad se puede describir como la resistencia interna de un fluido a circular. Es una propiedad importante de los fluidos de perforación.
VISCOSIDAD PLÁSTICA (VP) Es el aporte de resistencia al movimiento de partes del fluido, debido a la concentración, tamaño y formas de las partículas de un sólido que se encuentra en él. Un incremento de la concentración de solidos resultara de un incremento en el valor de la viscosidad plástica. El valor de la viscosidad plástica es dado en centipoises (cps).
PUNTO CEDENTE (PC) Es la parte de la resistencia al flujo causadas por las fuerzas de atracción entre partículas, esta fuerza atractiva son causadas por las cargas eléctricas sobre la superficie de las partículas dispersas en la fase fluida del lodo. El valor del Punto Cedente (pc) es dado lb/100 pie2
PH (POTENCIAL DE HIDRÓGENO) El pH es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución. El pH indica la concentración de iones hidronio [H3O]+ presentes en determinadas disoluciones. En disolución acuosa, la escala de pH varía, típicamente, de 0 a 14. Son ácidas las disoluciones con pH menores que 7 (el valor del exponente de la concentración es mayor, porque hay más iones en la disolución) y alcalinas las de pH superiores a 7. Si el disolvente es agua, el pH = 7 indica neutralidad de la disolución. El pH indica si el lodo es ácido o básico. La mayoría de los fluidos base acuosa son alcalinos y trabajan con un rango de pH entre 7.5a 11.5. Cuando el pH varía de 7.5 a 9.5, el fluido es de bajo pH y cuando varía de 9.5 a 11.5, es de alto pH.
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/m3)
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 medir los 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/100ft2
Agitador Es un instrumento eléctrico utilizado para mezclar los componentes químicos para la preparación de fluidos de perforación, simulando a la vez el efecto produce la agitación generada por la herramienta de perforación sobre el lodo en el pozo. Las partes generales que constituyen un agitador de laboratorio, son:
Vaso metálico.- Donde se coloca la muestra de fluido hacer agitado.
Soporte del vaso.- Donde se pone el vaso para ser agitado
durante
algún
tiempo.
Botón de encendido.- Que se activa automáticamente cuando se coloca el vaso sobre el soporte.
Paletas agitadoras.- Que giran por la acción de un motor eléctrico para agitar el fluido del vaso, simulando la rotación de la herramienta de perforación del pozo.
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 misma. Así determinaremos si la solución es ácida (cambia su color a rojo) o básica (cambia a color azul).
REACTIVOS
Bentonita
Extendedor de bentonita
Soda Caustica
Agua
Cal
DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA. 1.- preparación del lodo para luego flocularlo
Calculo para pesar la bentonita 350 cc
25 lb/bbl
400cc
X
X= 28.57 gr de bentonita
Medimos 400 ml de agua. Tenemos que pesar en la balanza 28.57 gr. De Bentonita. Colocamos agua en el vaso del agitador, mientras el agua está siendo agitada, agregamos lentamente esta bentonita. Seguidamente agregamos 0.05 lb/bbl de soda caustica como 0.03 lb/bbl de Extendedor de bentonita. Dónde: Agitamos durante 10 minutos, para que se homogenice la mezcla.
Entonces procedimos al cálculo de la densidad del lodo y obtuvimos:
= . /
Luego de haber obtenido una mezcla homogénea agitada por 10 minutos, calculamos el pH de lodo
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
Alumno
L600
L300
VP
PC
GEL
Balderrama Heredia Isaias Melgar Melgar Freddy
20 20
14 13
6 7
8 6
4 4
pH
1.03 gr/cc
9.5
Floculación del lodo con CAL Luego de tener nuestro lodo preparado procedemos a colocarlo en el agitador para luego agregar cal hasta flocularlo
Luego de lograr flocular el lodo procedemos a verificar que cantidad de cal fue utilizada para flocular nuestro lodo. En este caso utilizamos:
Cal agregado = 0.5 gr = . /
También procedemos a medir el ph donde obtuvimos un ph = 12
NOTA: No es necesario medir propiedades en el reómetro ya que el lodo está contaminado. 2.- Desflocular el lodo anterior 10% de agua y con dispersante y luego medir todas sus propiedades Después de ver floculado el lodo agregamos 10% de agua, para lo cual agregamos 40 cc de agua y procedemos a colocar dispersante hasta desflocularlo en nuestro caso utilizamos 1 gr/cc 0.25 gr la concentración del dispersante (agregamos 2 cc de dispersante).
Luego ajustamos la reologia y Ph a los valores originales
Para esto hacemos uso de la Bentonita prehidratada, lo cual agregamos 15 ml de bentonita prehidratada.
Mediciones después de agregar 10 % de agua y bentonita prehidratada Alumno
L600
L300
VP
PC
GEL
Melgar Melgar Freddy
20
14
6
8
4
Ph =9.5
-
DETERMINACIÓN DEL PORCENTAJE DE ARENA (%Arena). Se coloca la muestra de Lodo en el tubo hasta la marca MUD HERE. Se diluye con agua hasta la marca WATER HERE, se agita para un mezclado homogéneo, se vierte la mezcla a través de un tubo de plástico, quedando retenido sobre la malla toda la Arena que contiene el Lodo (Se asegura que el tubo quede limpio). Luego colocando el embudo en el tubo plástico recibir toda la Arena que esta sobre la malla en el tubo de vidrio enjuagando con agua. La Arena queda depositada en el fondo del tubo pudiendo leerse en la escala porcentual la cantidad de Arena que tiene el Lodo.
El % de arena obtenido fue de 0.1%
Determinamos en la retorta 100 % = %5 + % liquido % solidos = 100 % - % liquido % solidos = 100 - 97 % solidos = 3%
% S = 1% % líquidos = 99%
Observaciones: Se pudo ver el aumento de la viscosidad plástica gel inicial y punto cedente en el lodo al agregar cal. Conclusión: Hemos terminado satisfactoriamente la experiencia para poder llegar a la conclusión de que entre más cal haya en el lodo nos da un estado de floculación el cual tenemos que agregar cierta cantidad de dispersante para poder mantener las propiedades iniciales del lodo.
CUESTIONARIO
1.- ¿Qué es floculación y defloculación? Floculación.- es el débil agrupamiento desordenado de partículas para formar flóculos o estructura gel. Este agrupamiento puede ser de borde a borde o de borde a cara, pudiendo entrampar en su estructura asi conformada grandes cantidades de agua. Defloculación.- consiste en la destrucción de un estado floculado. El proceso de floculación consiste en neutralizar las fuerzas de atracción , el defloculante o adelgazante. 2.- ¿Para que sirve el lignosulfonato de Fe? Es un polímero muy anionico utilizado para deflocular lodos base arcilla. 3.- ¿De que parametros depende la floculación? *Tipo de electrolito.- el electrolito comprime la fase difusa, es decir, disminuye el potencial Z provocando la floculación. *Cantidad de dispersante.- si existe muy poco dispersante en el lodo, las partículas empiezan a agruparse desordenadamente provocando la floculación. *PH.- a valores de PH 7 los polímeros comienzan a descomponerse y comienzan a fermentarse. *Tipo y cantidad de arcilla.- si la concentración de arcilla en el lodo es demasiada, existe mayor cantidad de partículas dispersas y que pueden agruparse desordenadamente. *Cantidad de solidos.- a mayor cantidad de solidos aumenta la viscosidad y la densidad. 4.- ¿Cuál es el proceso de floculación de la cal?
5.- Describa el proceso de prehidratacion y defloculacion de la bentonita
