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DISEÑO DE UN BANCO DE PRUEBAS EXPERIMENTALES PARA LA LEY DE DARCY, CON DIFERENTES FLUIDOS DE
PERFORACION GEOTÈRMICA
Ing. Jesús González Barajas - M.I. Hugo Gutiérrez - Dr. Carlos Rubio - Dr. Jesús
Pacheco - Ing. Pablo Tututi.
Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo
Heroica Ciudad Juárez, Chih. 20 de Octubre de 2016.
Contenido
• Introducción
• Antecedentes
• Objetivos
• Diseño del experimento
• Comentarios finales
• Bibliografía
Introducción
Fuente: Schettino & Malave, 2013.
Fuente: Javier, S. F. (2010). Flujo en medios porosos : Ley de Darcy. Retrieved from http://web.usal.es/javisan/hidro
• Shettino y Malave [1], analizaron la influencia de la variación de lasconcentraciones del fluido de perforación, con muestras obtenidas de un campoexploratorio. Se realizaron pruebas de densidad, viscosidad, y cantidad defiltrado por medio de un filtro prensa, determinando que el buen filtrado de unlodo se encuentra en los rangos de 6 a 9 ml por 100 psi.
• Shishir y Ergun [2], diseñaron un fluido de perforación a base de un afrón de gascoloidal, para minimizar con micro-burbujas, las pérdidas de filtración debido albloqueo de los poros en la roca.
• M. Barry y Y. Jung [3], estudiaron la filtración y las propiedades reológicas defluidos bentoníticos con bajo contenido de sólidos, agregando aditivos de nano-partículas de óxido de hierro y dos tipos de arcillas diferentes, entre otroscomponentes, bajo condiciones de baja temperatura y presión (25 ºC, 6.9 bar), ycondiciones de alta temperatura y presión (200 ºC, 70 bar).
Objtivo
• Contar con el diseño de un banco de pruebas, con documentos que permitan llevar a cabo su construcción, para en un trabajo posterior poder realizar el experimento de darcy y así, comparar el atentado a la permeabilidad de la formación geológica, producida con diferentes fluidos de perforación utilizados en la industria geotérmica.
DISEÑO DEL EXPERIMENTO
T
P
P
P
CONTENEDOR DE FLUIDO
CALDERAINDICADOR DE PRESIÓN
INDICADOR DE TEMPERATURA
BOMBA
INDICADOR DE PRESIÓN
CAUDALÍMETRO
VÁLVULA
CONTENEDOR DE MUESTRA GEOLÓGICA
MANÓMETROS DE ALTURA DE REFERENCIA
INDICADOR DE PRESIÓN
VÁLVULA
CONTENEDOR DE FLUIDO
E-1
V-1
V-2
Tanque 1
Cámara de arenas
E-3
Tanque 2
dh
L
CA
P-6
P-7
a11
a22
3a3
4a4
b1
b2
b3
b4
5
6
7
8
Vcc1
0
GND
0
TERMOPAR
P-9
PC
TARJETA DE ADQUISICIÓN
FUENTE DE CA
VÁLVULA DE
ESFERA
P
I-5
P
I-6
Cámara de arenas P-40
P-45
E-8
V-5
E-9
V-6
E-7
P-28
dh
L
CA
P-30
P-24
a11
a22
3a3
4a4
b1
b2
b3
b4
5
6
7
8
Vcc1
0
GND
0
P-26
P-29
P-27
TARJETA DE ADQUISICIÓN
FUENTE DE CA
VÁLVULA DE ESFERA
E-10
P-32
V-7
P-34
P-23
COMPRESOR DE AIRE
P
I-1
P
I-2
P
I-3
P
I-4
P-35
P-25
P-36
P-32
P-37
P-38
P-31
P-41
P-42P-43
P-44
α
40
10
10
10z1z2
Base del contenedor
Conclusiones
• Era importante el diseño de un banco de pruebas para realizar elexperimento de permeabilidad de Darcy, con el que fuera posiblecambiar el tipo de estrato geológico utilizado. Además se podrá añadirla inyección de aire para simular la circulación de un fluido aireado deperforación. Este trabajo deja el camino, para la posterior fabricacióndel banco, adquisición de materiales y, por supuesto, laexperimentación con los diferentes tipos de fluidos, recordando que elpresente diseño, corresponde a la primera etapa de un estudio deldesempeño de los diferentes fluidos de perforación, al cumplir con sustareas durante la perforación. Cabe mencionar que se cuenta condiferentes instrumentos para medir la reología de los fluidos, tales comoreómetros, densímetros, viscosímetros, tarjetas de adquisición de datosy termopares, instrumentos que se incluirán en el experimento.
Bibliografía
• [1] J. Schettino and K. Malave, “Influencia de la Variación de lasconcentraciones de los inhibidores del fluido Maxdrill en las formacionesOrteguaza, Tiyuyacu, Tena y Napo del Campo Palo Azul,” 2013. [Online].Available: http://www.dspace.espol.edu.ec/ bitstream/123456789/24497/1/FICT_Influencia de la variación de las concentraciones.pdf.
• [2] S. Shivhare and E. Kuru, “A study of the pore-blocking ability andformation damage characteristics of oil-based colloidal gas aphron drillingfluids,” J. Pet. Sci. Eng., vol. 122, pp. 257–265, 2014.
• [3] M. M. Barry, Y. Jung, J. K. Lee, T. X. Phuoc, and M. K. Chyu, “Fluidfiltration and rheological properties of nanoparticle additive and intercalatedclay hybrid bentonite drilling fluids,” J. Pet. Sci. Eng., vol. 127, pp. 338–346,2015.
Por su atención, gracias.
Ing. José Jesús González Barajas
Grupo de Eficiencia Energética y Energías Renovables, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.Ciudad Universitaria, Morelia, Mich.