PRUEBA DE FILTRADO
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CONTENIDO 1.
Filtración Filtración estática Filtración dinámica 2. Pérdidas de filtr traado 3. Fa Fact ctor ores es qu quee afe afect ctan an la fi filt ltra raci ción ón es está tátic ticaa Tiempo Temperatura Presión Características de la torta Espesor Permeabilidad 4. Partes de la filtro - prensa • •
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FILTRACIÓN1 CONCEPTOS Filtración : Prueba que consiste en determinar la velocidad
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a la cual se fuerza un fluido a través de un papel filtro.
Revoque – Torta o Cake: Capa de sólidos de lodo depositada
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en las paredes de la formación. •
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Filtrado: El líquido que atraviesa la formación. Tipos de lodo: • •
Lodos base agua Filtrado es agua Lodos base aceite Filtrado es aceite –
–
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FILTRO PRENSA
Foto tomadas por Oscar Fabián Carpio Patiño - Laboratorio de lodos de la UIS
Lodos y Cementos CONSTRUIMOS FUTURO
FILTRACIÓN1 Acción mediante la cual la presión diferencial hace entrar la fase líquida del lodo de perforación dentro de una formación permeable. •
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Las partículas sólidas son filtradas y forman un revoque.
Si la fase líquida contiene un líquido inmiscible, las gotas del líquido inmiscible también se depositarán en el revoque y contribuirán al control de filtración. •
Filtración • •
Filtración Estática Filtración Dinámica L o d o s y C em e n t o s
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FILTRACIÓN 2,3 ESTÁTICA se detiene la perforación ,
Ocurre cuando durante las conexiones, los viajes o cuando el fluido no está circulando. •
Estas pruebas son muy eficaces para evaluar las tendencias globales de filtración del lodo, y en cierto modo proporcionan una indicación de las características de la filtración dinámica de flujo laminar. •
La filtración estática es consecuencia de la diferencia de
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presión entre la presión hidrostática del lodo y la presión de la formación. •
ENSAYOS API •
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API estándar : T ambiente y P = 100 psi API HP – HT /AT AP) : T = 300 F y P = 500 psi L o d o s y C em e n t o s
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FILTRACIÓN DINÁMICA2,3 Ocurre mientras el fluido de perforación está circulando. •
La diferencia con la filtración estática consiste en que el lodo en movimiento ejerce una acción erosiva sobre la torta, la cual no se presenta cuando el lodo está en reposo. •
La tasa de erosión dependerá principalmente del patrón de flujo (laminar o turbulento) y de las características mismas de la torta. •
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PARTES PRENSA
Fig. 3 tomada de: http://rigchina.en.alibaba.com/
DE
LA
FILTRO-
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Procedimiento para armar la celda de lodo Ubicar las partes de la celda de lodo
Las siguientes fotos fueron tomadas por Oscar Fabián Carpio Patiño - Laboratorio de lodos de la UIS
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Procedimiento para armar la celda de lodo
Incorporar malla
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Procedimiento para armar la celda de lodo
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Procedimiento para armar la celda de lodo
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Procedimiento para armar la celda de lodo
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Procedimiento para armar la celda de lodo
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Procedimiento para armar la celda de lodo 7. Ajustar la tapa a la celda
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Procedimiento para armar la celda de lodo
8. Montar la celda a la filtro prensa
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PÉRDIDAS DE FILTRADO4 •
Velocidad relativa a la cual el líquido se pierde por filtración.
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La Ley de Darcy Se aplica al flujo de fluidos a través de materiales permeables (arena, arenisca o revoque) •
Puede ser usada para establecer la relación entre la tasa de filtración y la permeabilidad, superficie de la sección transversal, presión diferencial, viscosidad del filtrado y espesor del revoque. •
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PÉRDIDAS DE FILTRADO4 La ley de Darcy se puede escribir de la siguiente manera:
q
K * A * P * h
k = Permeabilidad (darcys).
h = Espesor del revoque (cm)
ΔP = Diferencial de presión
A = Superficie de la sección transversal (cm2)
(atmósferas).
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FACTORES QUE AFECTAN LA FILTRACIÓN ESTÁTICA2,3 La filtración estática es controlada por el tiempo, la presión, la temperatura (que incide en la viscosidad del filtrado) y las propiedades de la torta, como grosor y permeabilidad.
Tiempo Cuando condiciones como la presión, superficie, viscosidad y permeabilidad son constantes, la tasa de filtración y la velocidad de crecimiento del revoque disminuyen progresivamente con el tiempo. Q: volumen del filtrado a tiempo t
Q2
Q1 *
t 2 t 1
cc L o d o s y C em e n t o s
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FACTORES QUE AFECTAN LA FILTRACIÓN ESTÁTICA2,3
Temperatura Un incremento de temperatura puede aumentar las pérdidas de fluido de varias formas: •
La temperatura reduce la viscosidad del filtrado y por
lo tanto aumenta su volumen. Los cambios en la temperatura, también pueden afectar el volumen de filtrado a través de cambios en el equilibrio electroquímico que influye en el grado de floculación y agregación. •
Los cambios de T ocasionan que la permeabilidad de la torta del filtrado se altere, por lo que el volumen de filtrado puede ser mayor o menor que el calculado.
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TORTA - REVOQUE - CAKE El espesor del revoque aumenta en los periodos estáticos Un revoque grueso puede causar numerosos problemas y debería evitarse. • •
Los factores de la torta que más influyen son
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Factor vital en los problemas relacionados con los huecos apretados, torque, arrastre y pega de tubería. •
En un lodo, el espesor de la torta es proporcional a la pérdida de filtrado y está relacionado con el contenido de sólidos en el lodo. •
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FACTORES QUE AFECTAN LA FILTRACIÓN ESTÁTICA2,3
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Controla la filtración estática y dinámica. Es el factor limitante que controla la filtración dentro de la formación. Lo mas deseable es menos permeabilidad de la torta. En general las partículas coloidales ( menos de 2 micrones) como la proporcionan el más alto nivel de control de pérdidas de filtrado. El control óptimo se logra con amplia variedad de tamaños de partículas. L o d o s y C em e n t o s
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CONTROLADORES DE FILTRADO 7 Aditivos utilizados para controlar la pérdida relativa del fluido a través de membranas o formaciones permeables cuando el fluido de perforación esta sometido a una presión diferencial, una pérdida de viscosidad o deficiencia en la torta.
Ejemplos: Arcillas Polímeros Almidón Carboximetilcelulosa de Sodio (CMC) Diluyentes químicos Salmuera Emulsificantes Agentes humectantes
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CONTROLADORES DE FILTRADO 7 •
Arcillas La bentonita de calidad API es la arcilla principal que se usa en los fluidos de perforación base agua y como controlador de filtrado , tiene uno de los más altos rendimientos
y es una de las arcillas más hidratables del
mundo.
Polímeros
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variar de almidones naturales y celulosa modificada a polímeros sintéticos complicados , capaces de proporcionar el control de filtración a temperaturas elevadas y en condiciones adversas. Estos polímeros a veces se clasifican según su acción dentro de un sistema de lodo, así como también según su composición química. Pueden
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Referencias 1MUÑOZ,
Samuel. Tecnología Avanzada de Fluidos de Perforación. UIS.Departamento de Ingeniería de Petróleos. 2M-I
Drilling Fluids Engineering Manual. Pdf
3RODRÍGUEZ,
Eliserio. Guía de Laboratorio de Lodos y Cementos.
Pdf 4OSPINO,
Rafael. Reestructuración Teórico Práctica del Laboratorio de Lodos y Cementos (Manual Teórico Práctico) UIS, Bucaramanga 1988. 5HERNÁNDEZ
PARRA, Martin. LADRON DE GUEVARA, Alvaro. Manual de Laboratorio de Ingeniería de Petróleos (Lodos y Cementos) 1979.
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Referencias 6 7
Información tomada de el laboratorio de lodos de la UIS Link: http://www.scribd.com/doc/28404302/Aditivos-Para-Lodos-de-PerforaciOn
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