Control de Sólidos

El objetivo de los sistemas de control de sólidos modernos es reducir los costos, removiendo eficientemente los sólidos perforados y minimizando las pérdidas de fluido.

Para alcanzar este objetivo cada equipo removerá una porción de sólidos mediante mallas colocadas en una cesta vibratoria. Cada equipo está diseñado para separar gradualmente partículas de un rango específico.

La eficiencia de los equipos usados para remover sólidos perforados de los fluidos (lodo) pueden ser evaluados de dos maneras:

1. La eficiencia en remover los sólidos perforados.2. La eficiencia en la conservación del fluido (lodo).

El mayor porcentaje de sólidos removidos da como resultado la mayor eficiencia de remoción. Cuando utilizamos un Desilter (deslimador), se trabaja muy bien removiendo los sólidos pero el costo por pérdida de fluido puede ser significativo, Para evitar estas pérdidas se utiliza una zaranda con mallas que recupera esta cantidad de lodo, en ocasiones, hasta del 80% del líquido que sale impregnado con los sólidos descartados por el Desilter.

Equipos

Zaranda Vibratoria AWD (III)

Utiliza dos (2) motores vibradores súper "G" de 1800 RPM de 440 Voltios montados sobre la cesta de las mallas. Estos motores giran uno de cara opuesta al otro, para crear un movimiento lineal completo con una fuerza G superior a 7. La zaranda cuenta en la cesta, con un pivote central (AWD) que le permite al personal técnico cambiar el ángulo de inclinación de la cesta sin mayor esfuerzo, llegando el mismo a un ángulo de -15° y una pendiente de +5°.

Especificaciones Técnicas

Acondicionador de Lodo o 3 en 1

Utiliza dos (2) motores vibradores súper "G" 1800 RPM de 440 voltios montados sobre la cesta de las mallas. Estos motores giran uno de cara opuesta al otro para crear un movimiento lineal completo con una fuerza G superior a 7.

Desander

Este equipo consta de dos conos (hidrociclones) de 10" capaz de procesar 500 gpm con un punto de corte entre 60-40 micrones. Para su máxima eficiencia debemos mantener una presión no menor de 75 pies de carga o cuatro veces el peso del lodo.

Especificaciones Técnicas

Desilter

Este equipo consta de 16 o 20 conos (hidrociclones) de 4" capaz de procesar 60 gpm con un punto de corte entre 40-15 micrones. Para su máxima eficiencia debemos mantener una presión no menor de 75 pies de carga o cuatro veces el peso del lodo.

Especificaciones Técnicas

Centrifuga Decantadora

Las centrifugas son excelentes para descartar sólidos de baja gravedad para la recuperación de barita, y Dewatering. Las Centrifuga son equipos de tecnología avanzada, con un motor de 60Hp 440 voltios y un tablero electrónico.

LODOS Y CORTES DE PERFORACION

1. Lodo de perforación

2. Funciones de los lodos

3. Propiedades de los lodos

4. Clases de lodos

5. Métodos de control de sólidos

5.1 Dilución

5.2 Desplazamiento

5.3 Tanques de asentamiento (Trampas de Arena)

5.4 Separación Mecánica

6. Clasificación de los sólidos

7. Puntos de corte de los equipos de control de sólidos

8. Configuraciones de los equipos de control de sólidos

ZARANDAS

1. Componentes básicos

2Principios de Operación

3Normas de Vibración

3.1Movimiento Circular

3.2 Movimiento Lineal

3.3Movimiento Elíptico Asimétrico

3.4 Movimiento Elíptico Simétrico

4. Dinámica de Vibración

5. Configuración de la cubierta

5.1 Sistemas de Zarandas

5.2 Manifoldsde Distribución

6. Fallas –Averías

7. Reglas y cuidados operacionales

8. Ventajas y Desventajas9.Mantenimiento

MALLAS

1. Tipos de Mallas

1. Punto de Corte

2. Parámetros para la selección de las mallas

3. Grados de Alambre

4. Mallas Tensionadas

5. Mallas Pre-Tensionadas

6.1 Mallas Piramidales

7. Curvas de Eficiencia

8. Ajuste de las mallas

9. Sistema de Sujeción

10. Configuración de la Cubierta de la malla

11. Taponamiento

12. Reglas y Cuidados Operacionales

DESGASIFICADORES

1Tipos de Desgasificadores

1.1 Desgasificadoresde Tipo Atmosférico

1.2 Desgasificadoresde Tipo Vacío (Vacuum)

2. Instalación y Operación3.Mantenimiento

HIDROCICLONES

1. Teoría del Hidrociclón

2. Características del diseño

2.1 Diámetro del cono

2.2 Angulo del cono

2.3 Diámetro del vértice

2.4 Parámetros de flujo

2.5 Cabeza de alimentación

2.6 Tamaño de las partículas

3. Parámetros ajustables

4. Unidades de los Hidrociclones

5. Eficiencia de separación

IMPORTANCIA EN EL CONTRO DE LOS SÓLIDOS

Disminución significativa de la tasa de penetración (ROP). Densidad

Aumenta el Daño a la formación. Yacimiento

Aceleración del desgaste de los equipos, herramientas y disminución de la vida de la mecha. Curva de Perforación

Disminución de la eficiencia en la cementación .Pérdida .de Fluido

Pega de tubería

Aumento del Torque y Arrastre. Inhibición

Arremetidas, pérdidas de circulación, suabeo y surgencia. Viscosidad

Aumento de costos para la disposición de desechos. Ambiente

Permeabilidad reducida. Información.

Sólidos:

Toda partícula contenida en los fluidos de perforación. Forma deControlarlo conociendo su naturaleza físico química. Los lodos son, básicamente dispersión de arcilla en agua o aceite con varios aditivos para

proveer las propiedades deseadas, los sólidos que contienen consisten, en arcillas, aditivos densificante ySolidos perforados

Puntos Claves.

Tamaño.

Gravedad específica. (Peso)

Degradación y área Superficial.

T A M A O D E L O S S L I D O SLa unidad más utilizada para definir al tamaño de las partículas sólidas es el micron(m).1mm=1000m.1pulgada=25.400m.

Cuanto menor es el tamaño de la partícula, mayor es el área de superficie Las partículas de 3 micras de diámetro tienen más de 300 veces el área de superficie de las partículas de 1000 micras de diámetro por un volumen dado.

Los tamaños más pequeños de partícula provocan: Interacción mayor de partícula a partícula debido a la colisión de partículas (VP) Mayor atracción de partícula a partícula entre ellas (PC) Reducción de la cantidad de agua libre

FUNCIONES DE LOS LODOS

DAR SOSTEN A LAS PAREDES DEL POZO.

AYUDAR A SUSPENDER EL PESO DE LA SARTA YREVESTIMIENTO.

TRANSMITIR POTENCIA HIDARULICA SOBRE LAFORMACION, POR DEBAJO DE LA BROCA.

PROVEER UN MEDIO ADECUADO PARA LAEVALUACION DE LA FORMACION.

MINIMIZAR EL IMPACTO AMBIENTAL.

PROPIEDADES DE LOS LODOS

Densidad: Se mide mediante la balanza. Los lodos se consideran livianos hasta un peso de 10.5 lpg (Libras por galón)y pesados con pesos mayores. Los lodos con pesos mayores de14 lpg son considerados muy pesados y costosos por la cantidad de barita usada. Los densificantes le dan un mayor peso al lodo. Contenido de sólidos: Se mide por retorta en laboratorio es (%) Volumen total de sólidos / Volumen total del lodo.

Filtración y Torta: Es la pérdida de fluido a través del tiempo (Volumen de filtrado / Tiempo de filtración). Se mide por medio de un filtro prensa en donde se simula las condiciones del pozo bajo cierta presión y temperatura. La torta es el resultado final de filtración que queda al pasar el líquido por el filtro de papel a presión en donde se obtiene cierta consistencia y espesor semejante a la pared del pozo que depende de la fase sólida del lodo.

Viscosidad: Es la resistencia del lodo a fluir. A mayor cantidad de sólidos mayor será la resistencia al flujo o viscosidad. La unidad de medida es Centipoises (Cp).Punto de cadencia: Es la resistencia del flujo debido a las fuerzas eléctricas o la capacidad de acarreo del lodo por área de flujo. Se mide en Libras / 100 pies2 con la lectura del viscosímetro

Viscosidad Plástica (VP): Es la resistencia al flujo debido al tamaño, forma y número de partículas. Se mide en el laboratorio por medio del viscosímetro y la unidad es el centipoise.VP (cp) = Θ 600- Θ 300

Resistencia de Gel: Es la consistencia tixotrópica del lodo o la propiedad del lodo de ser gel (gelatina) y mantener las partículas en suspensión cuando no exista circulación. La unidad de medida es Libras / 100 pies2. pH y Alcalinidad: Todo lodo debe ser alcalino con rango entre 9.0– 10.5 generalmente. Se mide por un método colorímetrico o directamente por pH– metro, es adimensional.

MBT (Capacidad de intercambio catiónico): Es la capacidad total de absorción de las arcillas (bentonita + arcilla de formación). Se mide por el método de azul de metileno. (Lbs / bbl de lodo).Cloruros y Calcio: Indica aguas de formación entrando al pozo y contaminación por cemento y yeso. Se mide por medio de reactivos químicos en el laboratorio.

CLASES DE LODO

Los lodos de Perforación se clasifican según la naturaleza de la fase líquida en cuatro grandes grupos principales:

Lodos Base Agua: Lodos agua bentonita, Lodos Naturales, Lodos Fosfato, Lodos tratados con Calcio, Lodos de cal. Lodos de Yeso. Lodos de lignosulfonato, Lodos de agua salada

Lodos Base AceiteEmulsiones Invertidas

Lodos Neumáticos

Aire Seco NieblaLodos aireadosEspuma

1. METODOS DE CONTROL DE SÓLIDOS

DILUCION:

La Dilución consiste en agregar un volumen de fluido base al lodo de perforación, permitiendo la reducción de la concentración de sólidos en volumen.

DESPLAZAMIENTO:El desplazamiento consiste en descartar grandes volúmenes del odo por lodo nuevo en optimas condiciones.

LaDilución consiste en agregar un volumen racionado de fluido, el desplazamiento es agregar un volumen total de fluidos.

•PISCINAS DE ASENTAMIENTO

Es la separación de partículas sólidas por efecto de gravedad, debido a la diferencia de densidades entre los sólidos y el líquido. Depende del tamaño de partículas, gravedad específica y viscosidad del lodo.

•TRAMPA DE ARENA

Es el primer comportamiento localizado en el sistema de tanques de cualquier taladro de perforación, es básicamente un tanque de asentamiento que esta localizado debajo de las zarandas. El lodo que cae a la trampa de arena pasa al siguiente tanque por rebose.

Diseño:Pendiente>30°

La longitud y ancho debe ser menor que la profundidad

SEPARACIÓN DE MECÁNICA

Es la separación selectiva de los sólidos perforados del lodo por diferencia de tamaño y masa.

OBJETIVO DEL CONTROL DE SÓLIDOS

ALCANZAR PASO A PASO LA REMOCIÓN PROGRESIVA DE LOS SÓLIDOS PERFORADOS, PERMITIENDO QUE CADA EQUIPO OPTIMICE EL DESEMPEÑO DE LOS EQUIPO SIGUIENTES. ADEMÁS EL SISTEMA DEBE PERMITIR AJUSTAR LA ELIMINACIÓN DE LOS SÓLIDOS INDESEABLES Y LA RECUPERACIÓN DEL VALIOSO MATERIAL DENSIFICANTE.

Clasificación API del tamaño de los solidos

CLASIFICACIÓN TAMAÑO EN MICRAS

COLOIDAL Menor de 2

ULTRA FINOS 2 a 44

FINOS 44 a 74

MEDIO 74 a 250

INTERMEDIO >250

CLASIFICACIÓN DE LOS SÓLIDOS

DESEABLES INDESEABLE

Bentonita SólidosPerforados

Barita

GRAVEDAD ESPECIFICA

ALTA BAJA

Hematita Bentonita

Barita Sólidos perforados Arcilla Arena,etc.