NMX-L-162-SCFI-2007
– EMULSIONES INVERSAS
8
MÉTODOS DE PRUEBA
8.1
Filtración a alta presión-alta temperatura (APAT) (APAT)
La medición del comportamiento de la filtración y de las características de los fluidos de perforación, reparación y terminación son fundamentales para su control y mantenimiento. stas características se afectan por el tipo, tama!o y cantidad de sólidos presentes en el fluido así como por sus interacciones fisico"uímicas, las cuales a su #e$ son afectadas por la temperatura y la presión. %ediante un e"uipo de filtración se determina el #olumen filtrado a condiciones de alta presión-alta temperatura y adicionalmente, la resistencia de los productos "ue directamente afectan esta propiedad, a tales condiciones. 8.1.1
&eacti#os y materiales
-
-
mulsión in#ersa relación '* y 8+*+ aceite-aua, preparada de acuerdo al procedimiento y la formulación proporcionados por el cliente (#er 1+ Apndice normati#o) 0 Pro/eta raduada de 1+ cm Papel filtro para anlisis cualitati#o de filtración lenta clase 234 de 5,0 cm de dimetro, consultar /i/liorafía inciso 1*.8, y 6aso apropiado para el me$clador
8.1.*
Aparatos
-
Filtro pr prensa pa para alta pr presión-alta te temperatura co con ac accesorios, consultar /i/liorafía inciso 1*.5 "uipo de presuri$ación con accesorios %edidor de inter#alos de tiempo con alarma, y %e$clador de una propela, para tres #elocidades7 #elocidades7 /aa 9 10 +++ rmin : ++ rmin, media 9 15 +++ rmin : ++ ++ rmin y alta 9 18 +++ : ++ rmin, consultar /i/liorafía inciso 1*.1+
-
-
8.1.0
Procedimiento
La prue/a de prdida de filtrado a alta presión y alta temperatura se efect;a a una temperatura de 1+ <= y 0 >+ ?Pa (++ psi) de presión diferencial como siue7 a)
=onecte la ca camisa de ca calentamiento al #o #oltae, correcto para la unid un idad ad.. =olo =olocar car el term termóm ómet etro ro en el rece recept ptc cul ulo o correspondiente al e@terior de la camisa. &e#isar todos los empa"ues y anillos rempla$ando los "ue se necesiten.
/)
=aliente la ca"ueta a 5 <= por encima de la temperatura de prue/a y mantnala austando el termostato.
c)
Aite la emulsión durante min : +, min en el me$clador a #elocidad media y #acíela al interior de la celda llenando apro@imadamente asta *,+ cm por de/ao del /orde superior. Ase;rese "ue la #l#ula inferior i nferior est cerrada.
d)
=olo"ue el papel filtro so/re la pesta!a del /orde superior, asiente la tapa de la celda apropiadamente y aseure los tornillos. &e#ise "ue am/as #l#ulas se encuentren cerradas y colo"ue la celda en la ca"ueta de calentamiento insertndola con un mo#imiento iratorio.
e)
=onecte la un unidad de presión so/re la # #l#ula superior y la unidad receptora de /aa presión so/re la #l#ula inferior y ase;relas con su perno, colo"ue de/ao de la cmara de recolección la pro/eta raduada y a/ra la #l#ula superior, apli"ue 1 08+ ?Pa (*++ psi) de presión a la unidad superior y dee a/ierta la #l#ula. Posteriormente a/ra la #l#ula inferior y apli"ue 5B+ ?Pa (1++ psi) a la unidad inferior, inferior, cierre la #l#ula inferior. inferior. %antena %antena esta presión p resión asta "ue la temperatura deseada se esta/ilice.
NOTA 1:
l tiempo re"uerido para alcan$ar la temperatura de prue/a no de/e e@ceder de 1 en caso contrario los resultados de la prue/a no son confia/les.
f)
Alcan$ar la temperatura de prue/a, auste la unidad de presió pre sión n superi superior or a > 1>+ ?Pa ?Pa (5++ (5++ psi), psi), a/ra a/ra la #l# #l#ula ula de presión inferior irando C de #uelta en sentido opuesto a las manecillas del relo, con esto inicia la filtración.
)
La prue/a de/e durar un periodo de 0+ min y durante este tiempo la temperatura de/e mantenerse en un rano de 1>5 <= D 11 <=. l filtrado se drenar de la cmara receptora a la pro/eta cuando la contra presión e@ceda 5B+ ?Pa (1++ psi).
)
Ena #e$ transcurridos los 0+ min7
-
=ierre am/as #l#ulas Afloe el tornillo T del reulador de presión &ecolecte todo el filtrado 3escarue toda la presión de la unidad inferior primero y posteriormente la de la unidad superior, superior, y &emue#a la cmara de la camisa de calentamiento y enfríela a temperatura am/iente y en posición #ertical.
-
0
i)
&eporte el #olumen de filtrado colectado en la pro/eta, en cm .
8.1.>
@presión de resultados 0
Filtrado APAT (cm ) 9 6olumen de filtrado colectado @
*
NOTA 2:
i el filtrado contiene aua anote el do/le de su #alor entre parntesis despus del #olumen de filtrado.
8.1.
Gnforme de la prue/a
Los resultados o/tenidos al aplicar los mtodos de prue/a de esta norma, se pueden reportar de acuerdo a lo indicado en la ta/la 1A, indicando la formulación empleada. 8.*
fecto trmico
l mtodo determina el esfuer$o de corte a diferentes #elocidades de corte, de los fluidos de emulsión in#ersa, medidos en un #iscosímetro rotacional de cilindros concntricos, despus de ser sometidos a condiciones de temperatura y presión durante un tiempo dado.
8.*.1
&eacti#os y materiales
-
-
=elda de a!eamiento de /ronce o acero ino@ida/le de ++ ml, con #l#ula para presuri$ar 6aso metlico apropiado para el me$clador %e$clador de una propela, para tres #elocidades7 /aa 9 10 +++ rmin : ++ rmin, media 9 15 +++ rmin : ++ rmin, y alta 9 18 +++ : ++ rmin, consultar /i/liorafía inciso 1*.5 6iscosímetro rotacional de indicación directa, consultar /i/liorafía inciso 1*.5 Termómetro de #idrio de + <= D 1++ <=, con di#isiones de 1 <= o e"ui#alente %edidor de inter#alos de tiempo con alarma =opa t trmica para #iscosímetro, consultar /i/liorafía inciso 1*.5 Tan"ue co con ni nitróeno para pr presuri$ar y ac accesorios necesarios, y Horno de rolado
8.*.*
Preparación y acondicionamiento de la muestra
-
-
La emulsión in#ersa se prepara y acondiciona de acuerdo al procedimiento y la formulación proporcionados por el cliente (#er 1+ Apndice normati#o).
8.*.0
Procedimiento
a)
Aite en el me$clador a #elocidad media durante min : +, min, transfiera a la copa trmica apro@imadamente 0++ ml de la emulsión, y determine las lecturas a 5++ rmin, 1++ rmin, 5 rmin y 0 rmin a + <= : * <=, en el #iscosímetro rotacional. &eistre estas lecturas como L5++A L1++ A L5 y L0.
/)
%e$cle la emulsión e#aluada, con el remanente aite durante 0 min a #elocidad #elocidad media media y #aci #aci a la celda celda cirrela cirrela perfectamente y presurice a 5B+ ?Pa. A!ee dinmicamente en el orno a 1+<= : 0<= durante 18 : +,
c)
Transcurrido el tiempo, permita "ue la celda se enfríe a una temperatura de apro@imadamente + <=, aite min : +, min en el me$clador a #elocidad media y transfiera a la copa trmica. 3etermine las lecturas a 5++ rmin, 1++ rmin, 5 rmin y 0 rmin a +<= : *<= en el #iscosímetro rotacional. &eistre estas lecturas como L5++ 3A L1++3A
8.*.>
@presión de resultados
L5++3A
9 L5++ @ +,1
L5++A
9 L5++ @ +,1
I L5++
9 (L5++3A - L5++A)
L1++3A
9 L1++ @ +,1
L1++A
9 L1++ @ +,1i
I L1++
9 (L1++3A D L1++A)
L5
9 L5 @ +,1
L0
9 L0 @ +,1
3onde7 L5++3A
es la lectura a 5++ rmin del lodo despus de a!ear, tomada a +<=, en pascales
L5++A
es la lectura a 5++ rmin del lodo sin a!ear, tomada a +<=, en pascales
L1++3A
es la lectura a 1++ rmin del lodo despus de a!ear, tomada a +<=, en pascales
L1++A
es la lectura a 1++ rmin del lodo sin a!ear, tomada a +<=, en pascales
NOTA 3:
Las unidades de las lecturas a 5++ rmin, 1++ rmin, 5 rmin y 0 rmin o/tenidas en el #iscosímetro rotacional son * (l/1++ ft ) 1,+5, para con#ertir a pascales multipli"ue por +,1
8.*.
Gnforme de prue/a
Los resultados o/tenidos al aplicar este mtodo se pueden reportar de acuerdo a lo indicado en la ta/la 1A. 8.0
=ontaminación con salmuera
Los fluidos de emulsión in#ersa son sensi/les a cam/ios reolóicos y de filtración por la contaminación con fluos de aua salada pro#enientes de las formaciones. %ediante comparación de #iscosidades y #olumen de filtrado, tanto a la emulsión con y sin el contaminante, se determina la a/ilidad de sta para mantenerse esta/le a dicos cam/ios. 8.0.1
&eacti#os y materiales
-
-
La em emulsión in#ersa preparada de ac acuerdo al pr procedimiento y la formulación proporcionados por el cliente (#er 1+ Apndice normati#o) almuera tipo 0 Pro/eta de 1+ cm Papel filtro para anlisis cualitati#o de filtración lenta clase 234 de 5,0 cm de dimetro, consultar /i/liorafía inciso 1*.8, y 6aso metlico apropiado para el me$clador. me$clador.
8.0.1.1
Preparación de soluciones
-
almuera tipo7 3isuel#a *0 de Ja=G K.P. y *8 de =a=l* en aua destilada en un #aso 0 de precipitados de 5++ cm , transfiera a un matra$ #olumtrico y afore a 0 1 +++ cm . 8.0.*
Aparatos
-
alan$a ranataria con e@actitud de +,1 Filtro prensa para alta presión y alta temperatura con accesorios, consultar /i/liorafía inciso 1*.5 "uipo de presuri$ación con accesorios %e$clador de una propela, para tres #elocidades /aa 9 10 +++ rmin : ++ rmin, media 9 15 +++ rmin : ++ ++ rmin y alta 9 18 +++ rmin : ++ rmin, consultar /i/liorafía inciso 1*.5
-
-
6iscosímetro rotacional de in indicación directa, co consultar /i/liorafía inciso 1*.5 Termómetro de #idrio con rano de + <= D 1++ <=, con di#isiones de 1<= o similar %edidor de inter#alos de tiempo con alarma, y =opa t trmica para #iscosímetro, consultar /i/liorafía inciso 1*.5
8.0.0
Procedimiento
a)
n el #aso metlico determine la masa de >++ : +,1 de emulsión y mientras se aita en el me$clador a #elocidad 0 0 media, adicione lentamente * cm : +,1 cm de la salmuera tipo, aite durante 0+ min.
/)
Transfiera a la la co copa trmica la ca cantidad de muestra suficiente y determine en el #iscosímetro rotacional las lecturas a 5++ rmin y 1++ rmin a + <= : * <=. &eistre las lecturas como L5++= y L1++=, respecti#amente.
c)
%e$cle la emulsión contaminada de la copa trmica con el remate de (a) y aite aite durante min : +, min. 3etermine el filtrado APAT, de acuerdo con el procedimiento descrito en el inciso 8.1.
8.0.>
@presión de resultados
L5++=
9 L5++ @ +,1
L5++A
9 L5++ @ +,1
I L5++
9 (L5++= - L5++A)
L1++=
9 L1++ @ +,1
L1++A
9 L1++ L1++ @ +, +,1i 1i toma tomada da a + + <= <=
I L1++
9 (L1++= D L1++A) 0
Filtrado APAT (cm ) 9 #olumen recolectado @ *
8.0.
Gnforme de prue/a
Los resultados o/tenidos al aplicar este mtodo se reportan de acuerdo a lo indicado en la ta/la 1A. 8.>
=ontaminación =M*
Los fluidos de emulsión in#ersa son sensi/les a cam/ios reolóicos y de filtración por la contaminación con fluos de =M*. %ediante comparación de #iscosidades y #olumen de filtrado, tanto a la emulsión con y sin el contaminante, se determina la a/ilidad de sta para mantenerse esta/le a dicos cam/ios. 8.>.1
&eacti#os y materiales
-
-
La em emulsión in#ersa preparada de ac acuerdo al pr procedimiento y la formulación proporcionados por el cliente (#er 1+ Apndice normati#o) =elda de a!eamiento de /ronce o de acero ino@ida/le de ++ ml, con #l#ula para presuri$ar, presuri $ar, y 6aso metlico apropiado para el me$clador
8.>.*
Aparatos
-
%ismos "ue los indicados en el inciso 8.*.1.
8.>.0
Procedimiento
a)
Aite el me$clador a #elocidad media durante min : +, min, transfiera a la copa trmica trmica apro@imadamente apro@imadamente 0++ ml de la emulsión, y determine las lecturas a 5++ rmin r min y 1++ rmin a +<= : *<=, en el #iscosímetro rotacional. &eistre estas lecturas como L5++A y L1++A.
/)
%e$cle la em emulsión y aite durante 0 min a #elocidad media y #acíela a la celda cirrela perfectamente y presurice a 1 08+ ?Pa (*++ psi) con =M*. %anteniendo la presión constante durante 1 min. A!ee dinmicamente en el orno a 5 <= : 0 <= durante > : +,* .
-
c)
Transcurrido el tiempo, permita "ue la celda se enfríe a temperatura de apro@imadamente + <=, aite min : +, min en el me$clador de #elocidad media y transfiera a la copa trmica. 3etermine las lecturas a 5++ rmin y 1++ rmin a + <= : *<= en el #iscosímetro rotacional. &eistre estas lecturas como L5++=N y L1++=N.
8.>.>
@presión de resultados L5++=N
9 L5++ @ +,1
L5++A
9 L5++ @ +,1
I L 5++
9 (L5++=N - L5++A)
L1++=N
9 L1++ @ +,1
L1++A
9 L1++ @ +,1
I L 1++
9 (L1++=N D L1++A)
0
Filtrado APAT (cm ) 9 #olumen recolectado @ * 8.>.
Gnforme de la prue/a
Los resultados o/tenidos al aplicar este mtodo se reportan de acuerdo a lo indicado en la ta/la 1A. 8.
Poder de suspensión
=on esta prue/a se determina la capacidad de la emulsión para mantener en suspensión los sólidos adicionados para incrementar la densidad en condiciones e@tremas (alta densidad y alta temperatura), temperatura), conser#ando conser#ando condiciones de #iscosidad adecuadas. 8..1
&eacti#os y materiales
-
La emulsión in#ersa preparada de acuerdo al procedimiento y la formulación proporcionados por el cliente (#er inciso 1+.) 6aso metlico apropiado para me$clador =elda de /ronce o acero ino@ida/le de ++ ml con tapa (celda de rolar), y sptula
-
8..*
Aparatos
-
%ismos "ue el inciso 8.*.1
8..0
Procedimiento
a)
6acíe la emulsión en el #aso y aite en el me$clador min : +, min. Transfiera a la celda de rolar, apro@imadamente * cm de/ao del /orde. =irrela ermticamente y presurice a 5B+ ?Pa. A!ee dinmicamente en el orno a 1+ <= : 0 <= por un periodo de 18 : +, .
/)
La celda cerrada se dea enfriar a temperatura am/iente (sin acelerar este proceso con aua). 3estpela, introdu$ca una esptula y aite lentamente sin tocar el fondo de la celda, para #erificar si ay asentamiento de sólidos en sta. Transfiera Transfiera el contenido de la celda al #aso metlico.
c)
Aite el me$clador durante min : +, min. Transfiera a la copa trmica la cantidad de muestra suficiente y determine la lectura a 5++ rmin en el #iscosímetro rotacional a +<= : *<=.
8..>
@presión de resultados
e reporta el asentamiento de sólidos, si la consistencia consistencia de ste es dura y muy notoria. Así como la lectura a 5++ rmin. 8..
Gnforme de prue/a
Los resultados o/tenidos al aplicar este mtodo se reportan de acuerdo a lo indicado en la ta/la 1. 8.5
sta/ilidad elctrica
=on esta prue/a se determina la esta/ilidad elctrica de la emulsión, misma "ue al presentar disminución implicaría la ruptura de la emulsión. 8.5.1
&eacti#os y materiales
-
mulsión in#ersa preparada de acuerdo al procedimiento y la formulación proporcionados por el cliente (#er 1+ Apndice normati#o)7 6aso metlico apropiado para me$clador
-
-
=opa trmica, y sptula
8.5.*
Aparatos
-
%e$clador de una propela, para tres #elocidades /aa 9 10 +++ rmin : ++ rmin, media 9 15 +++ rmin : ++ ++ rmin y alta 9 18 +++ : ++ rmin, consultar /i/liorafía inciso 1*.5 %edidor de esta/ilidad elctrica, rano 0 6 D * +++ 6, 0>+ H$ : 1+ H$, y Termómetro de #idrio con rano de +<= D 1++<=, e@actitud de 1<= o similar.
-
8.5.0
Procedimiento
a)
Aite la emulsión en el me$clador min : +, min.
/)
6acíe la emulsión en la copa trmica y auste la temperatura a + <= : 0 <= posteriormente #acíela en un #aso de #idrio limpio y seco.
c)
ncienda el e"uipo pro/ador de emulsión y sumerir el electrodo del pro/ador de esta/ilidad elctrica dentro del #aso "ue contiene la emulsión /ao prue/a y mantnalo a una profundidad mínima de *, cm.
d)
Gnicie la prue/a oprimiendo el /o /otón TT. =uando finalice la prue/a prue/a anotar el #alor de la pantalla pantalla y reiniciar reiniciar el e"uipo oprimiendo &T.
e)
fectuar al menos tres mediciones por cada fluido de prue/a, los resultados de cada medición de/en tener una #ariación m@ima de : O.
8.5.>
@presión de resultados
&eporte el promedio aritmtico de las tres lecturas reistradas. 8.5.
Gnforme de la prue/a
Los resultados o/tenidos al aplicar este mtodo se reportan de acuerdo a lo indicado en la ta/la 1A.
10
APÉNDICE NORMATIVO Pr!"r"#$%& ' ()*$'+, ' -*),$%&
NOTA :
$&.r,"/
n caso de no contar con la muestra del sistema preparado, el pro#eedor de/e indicar la formulación.
1+.1
&eacti#os
-
Aceite diesel centrifuado li/re de umedad para uso en los po$os Aua destilada =loruro de sodio o de calcio arita "ue cumpla con la norma me@icana J%-L-1B-=FG (#er 0 &eferencias), y Aditi#os "uímicos componentes del sistema (en /ase al pro#eedor).
-
1+.*
%ateriales
-
Pro/etas de *+ cm y 1 +++ cm 6aso metlico apropiado para me$clador Qarra raduada de acero ino@ida/le de * L apropiada para el me$clador, y 0 =eldas de acero ino@ida/le o /ronce de ++ cm
1+.0
Aparatos
-
%e$clador de una propela, para tres #elocidades7 /aa 9 10 +++ rmin : ++ rmin, media 9 15 +++ rmin : ++ rmin y alta 9 18 +++ : ++ rmin, consultar /i/liorafía inciso 1*.5 alan$a ranataria, con e@actitud de +,1 , y alan$a de lodos, consultar /i/liorafía inciso 1*.5
-
0
0
1+.>
Prepar paración flu fluido relación ión aceite-aua '* *, densidad dad de 0 1,5+ cm 1,5+ cm
a)
Prepare 1 ++ cm de emulsión in#ersa con una relación 0 aceiteaua de '* y una densidad de 1,5+ cm , de acuerdo al orden de adición y los tiempos de aitación entre cada componente proporcionados por el pro#eedor. pro#eedor. Para Para lo anterior, aite en el me$clador iniciando con la #elocidad media y termine la adición de la /arita cam/iando a la #elocidad alta.
/)
l tiempo total de aitación para la preparación de la emulsión densificada no de/e e@ceder de * .
c)
=orro/ore la densidad final de la emulsión, y se;n proceda, 0 0 a;stela a 1,5+ cm : +,+* cm .
0
d)
Transfiera la emulsión densificada a las celdas de rolar, y someta a esta/ili$ación trmica dinmica a 1++ <= : 0 <= y 5B+ ?Pa (1++ psi), durante durante 15 : +, . 3ee enfriar a temperatura am/iente. Transfiera el contenido de las celdas en un mismo recipiente para su posterior utili$ación.
1+.
Preparación fluido relación aceite-aua 8+*+, densidad de 0 *,1+ cm
a)
Prepare 1 +++ cm de emulsión in#ersa con una relación 0 aceiteaua de 8+*+ y una densidad de *,1+ cm 0 : +,+* cm , de acuerdo con la formulación "ue esta/le$ca el pro#eedor del mismo, así como el orden de adición y los tiempos de aitación entre la adición de uno y otro componente. Para lo anterior, aite en el me$clador iniciando con la #elocidad #elocidad media media y termine termine la adición adición de la /arita cam/iando a la #elocidad alta.
/)
l tiempo total de aitación para la preparación de la emulsión densificada no de/e e@ceder de * .
c)
=orro/ore la densidad final de la emulsión, y se;n proceda, 0 0 a;stela a *,1+ cm : +,+* cm
0
