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COMANDO GENERAL DEL EJRCITOMateria: LAB. DE FLUIDOSESCUELA MILITAR DE INGENIERIA

Docente: ING. CINTIA CARVAJALMcaL. ANTONIO JOSE DE SUCRE BOLIVIA

La reologa es la ciencia que estudia la deformacin que sufren los fluidos cuando se les aplica fuerza. Es elestudio de los fluidos en movimiento.

Es de mucha importancia que el Ingeniero Petrolero sepa formular un lodo, modificarlo segn se requiera y medirsu densidad para que este sea adecuado para cumplir las distintas funciones en las que sea necesario usarlasdentro de una perforacin de pozo.

El propsito fundamental del fluido de perforacin es ayudar a hacer rpida y segura la perforacin del pozo. Lasprincipales funciones de los fluidos de perforacin incluyen suministrar la presin hidrosttica para evitar que losfluidos de las formaciones entren al recinto del pozo! mantener la "arrena fra y limpia durante la perforacin!acarrear el ripio #cortes de perforacin$ y mantenerlo en suspensin cuando se detiene la operacin y cuando el

con%unto de perforacin se mete y saca del pozo. El fluido de perforacin usado en una tarea particular se escogepara evitar da&os a la formacin productora y limitar la corrosin

El presente informe de la"oratorio tiene un propsito acad'mico, se pretende adquirir conocimientos prcticosacerca de la preparacin del lodo de perforacin y adecuacin del mismo segn los requerimientos que sepuedan presentar en campo.

Los fluidos de perforacin desempe&an numerosas funciones que contri"uyen al logro de una perforacinsatisfactoria. (ay que asegurarse que las propiedades del lodo sean las correctas para el am"iente deperforacin especfico y minimizar anticipadamente los pro"lemas en el pozo.

Los aditivos de"en reunir varios requisitos para la formacin de un fluido eficiente, para ello son necesariasprue"as de la"oratorio que ayudan a determinar la calidad del aditivo. Los principales parmetros que de"en

controlarse en cuanto a aditivos son "sicamente) propiedades reolgicas "a%o condiciones de presin ytemperatura del pozo, as como tam"i'n humedad, granulometra, capacidad de intercam"io catinico,densidad, pureza, metales alcalinot'rreos, alcalinidad total, entre otras! dichas prue"as permiten compro"ar laeficiencia de cada aditivo.En el cual este presente la"oratorio tomamos todos los datos necesario para poder realizar las grficas delcomportamiento del lodo, con los distintos modelos reologicos.

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LABOR

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BENTONITALa *entonita es una roca compuesta por ms de un tipo de minerales, aunque son las esmectitas susconstituyentes esenciales y las que le confieren sus propiedades caractersticas.+u definicin parte de --- en que fueron descu"iertas y clasificadas como tales en ort/*enton, 0yoming,1+2., a causa de una "entonita que posea propiedades muy especiales, particularmente la de hincharse en elagua, dando una masa voluminosa y gelatinosa.

Las "entonitas son tam"i'n llamadas 3arcillas activadas3 de"ido a su afinidad en ciertas reacciones qumicascausada por su e4cesiva carga negativa.Los productos comerciales de "entonitas se clasifican en t'rminos generales como)

5ontmorillonitas) 2rcillas esm'cticas con una estructura de capas. El in aluminio predomina en la estructurapero puede ser reemplazado por otro in metlico formando una gran variedad de minerales.

*entonita) 6escri"e generalmente una arcilla compuesta esencialmente de 5ontmorillonita.

*entonita +dica) Es una 5ontmorillonita que se encuentra en forma natural y que contiene un alto nivel de ionesde sodio. +e hincha al mezclarse con el agua. 7am"i'n se conoce como 30yoming *entonita3 o 30estern*entonita3.

*entonita 8lcica) Es una 5ontmorillonita en la que el catin intercam"ia"le predominante es el calcio. 9o e4hi"ela capacidad de hinchamiento de la "entonita sdica, pero tiene propiedades a"sor"entes. 7am"i'n es llamada3+outhern, 7e4as o 5ississippi *entonita:.Las "entonitas propiedades muy amplias y atractivas lo que hace que sus usos sean muy amplios y diversos.

8omparacin del hinchamiento para la montmorillonita clcica y sdica.

CARBONATO DE CALCIO1n compuesto con la frmula 8a8;< que e4iste en forma natural como caliza. El car"onato de calcio triturado ydimensionado a un tama&o de partcula determinado se utiliza para aumentar la densidad del lodo a = l">gal?,@@ Ag>m

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Docente: ING. CINTIA CARVAJALMcaL. ANTONIO JOSE DE SUCRE BOLIVIAEs un material inerte procedente del mrmol molido a diferente granulometra.El car"onato de calcio es utilizado en formaciones productoras para densificar, controlar p'rdida de circulacin y

5inimizar filtrado, al actuar como agente puenteante.

Balance de materiaEl "alance de masa es una e4presin de la conservacin de la materia, tam"i'n se lo conoce como "alance demateria. La transferencia de masa se produce en mezclas que contienen diferentes concentraciones locales. Pore%emplo, cuando se echa una gota de tinta en un cu"o de agua, el proceso de transferencia de materia es elresponsa"le del movimiento de las mol'culas de tinta a trav's del agua hasta alcanzar el equili"rio y conseguiruna concentracin uniforme. La materia se mueve de un lado a otro "a%o la influencia de una diferencia ogradiente de concentracin e4istente en el sistema. Esta e4presin esta"lece que la suma de las cantidades oconcentraciones de todas las especies que contienen un tomo particular #o grupo de tomos$ de"e ser igual a lacantidad de ese tomo #o grupo de tomos$ introducidos en el sistema. El "alance de masa es una e4presinque se refiere realmente a la conservacin de los tomos, no de la materia propiamente dicha.Las principales aplicaciones de los "alances son)

Estudios de operaciones "sicas Proyectar plantas industriales 8ompro"acin y funcionamiento de los procesos #e4istencia de posi"les fugas$

Densidad6efine la capacidad del lodo de e%ercer una contrapresin en las paredes de la perforacin, controlando de estemodo las presiones litosttica e hidrosttica e4istentes en las formaciones perforadas. +e determina pesando en

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Docente: ING. CINTIA CARVAJALMcaL. ANTONIO JOSE DE SUCRE BOLIVIAuna "alanza un volumen conocido de lodo. La escala de la "alanza #*aroid$ da directamente el valor de ladensidad del lodo. La densidad de los lodos "entonticos puede variar desde poco ms de la unidad hasta ,=apro4imadamente. Para conseguir densidades mayores y que el lodo siga siendo "om"ea"le, es preciso a&adir

aditivos como el sulfato "rico#"aritina$ que tiene una densidad comprendida entre @,=D y @,

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6nde) Jiscosidad, poise #dina Gseg>cm=$

Esfuerzo de 8orte #fuerza>rea$. 6inas>cm=

7asa de corte, seg/

La ecuacin se denomina Kley de viscosidad de 9eFton:. 7odos los gases a temperatura y presin am"ientey los fluidos ms sencillos como el agua, presentan un comportamiento 9eFtoniano.

Los fluidos que no sigue la ley de la viscosidad de 9eFton se denominan no 9eFtonianos. Para estosfluidos, la viscosidad vara con la tasa de corte. La mayora de los fluidos de perforacin son no 9eFtonianosy varan considera"lemente en su comportamiento de flu%o.

El t'rmino Kviscosidad efectiva: se utiliza para diferenciar las mediciones de la viscosidad en fluidos no

9eFtonianos en relacin a los 9eFtonianos. La viscosidad efectiva siempre se mide o calcula a la tasa decorte que corresponde con las condiciones de f lu%o e4istentes en el pozo o la tu"era de perforacin.

Los fluidos de perforacin presentan adelgazamiento por esfuerzo cortante cuando tienen una menorviscosidad a tasas de corte ms altas que a tasa menores. 1n tipo de fluido con adelgazamiento por esfuerzocortante comenzar a fluir tan pronto como se aplique una fuerza o presin de corte. 1na tasa de corte enaumento causa la disminucin progresiva de la viscosidad.Este tipo de fluido se denomina Kseudoplstico:

;tro tipo de fluido seudoplstico no comenzar a fluir hasta que se aplique un esfuerzo de corte Kum"ral:.Este esfuerzo se denomina Kesfuerzo de cedencia:.

M!del! Pl#stic! de Bin$%am

El modelo de *ingham descri"e el flu%o laminar promedio de la ecuacin siguiente)

.

0 +=

6nde)

esfuerzo cortante aplicado

0

esfuerzo de fluencia o de deformacin inicial.

tasa de corte, dv>dy #gradiente de velocidad$ viscosidad plstica

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El modelo de *ingham es un modelo comple%o y se logra com"inando un elemento de 9eFton y otro de(ooAe acoplado a una corredera de rozamiento.

M!del! de la le& e'(!nencial+imula el comportamiento de fluidos de perforacin "asados en polmeros que no tienen esfuerzo decedencia, por e%emplo sal mueras trasparentes viscosificadas.8on frecuencia se emplea para monitorear las caractersticas de suspensin y calcular la p'rdida de presindel fluido de perforacin en el anular. El modelo e4ponencial es)

=K n

Mndice de consistencia del fluido. L"/seg>DDft= eq.cp.n E4ponente de la ley e4ponencial. 2dimensional #D N n N .D$

Esfuerzo de corte #fuerza>rea$ dinas>cm=

7asa de corte, seg/

7anto como n son particulares para cada fluido.

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Los parmetros reolgicos n y se pueden calcular a partir de dos puntos de datos cualesquiera de tase decorte>esfuerzo de corte.

Es me%or determinar n y a las tasas de corte dentro de la sarta de perforacin #n p y p$ y dentro del anular#na y a$. +e puede tener una mayor precisin si se utiliza n y en el intervalo de tasa de corte de a =DDseg/, para el anular, y en el intervalo de =DD a DDD seg/ para el interior de la tu"era.

8uando utilizamos las lecturas de < rpm y DD rpm para la tasa "a%a de corte y las lecturas de

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5odelo de (erschel/*ulAey6e"ido a que la mayora de los fluidos de perforacin presentan esfuerzo cortante, el modelo de (erschel/*ulAley #punto cedente/ley de la potencia modificada ?5(*B$ descri"e el comportamiento reolgico de loslodos de perforacin con mayor e4actitud que ningn otro modelo. El modelo 5(* usa la siguiente ecuacin

para descri"ir el comportamiento de un fluido).

0

ba +=

6nde) esfuerzo cortante

0

esfuerzo de deformacin inicial o esttico

.

tasa de cortea y " parmetros de comportamiento

Los valores de y n en el modelo 5(* son calculados de manera diferente que sus contrapartes en elmodelo de la ley de la potencia. El modelo 5(* se reduce al modelo de *ingham cuando n y se reduceal modelo de la ley de la potencia cuando D. 1na venta%a D evidente que tiene el modelo 5(* so"re elmodelo de la ley de la potencia es que, de un con%unto de datos metidos, se calcula un solo valor para n y unsolo valor para .

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)ISCOSIDAD PLSTICA* P+NTO CEDENTE

VISCOSIDAD PLSTICA

La viscosidad plstica se descri"e, generalmente como la parte de la resistencia al flu%o, que es causada porla friccin mecnica.La viscosidad plstica #JP$ se mide en centipoise #cp.$ o mili pascales / segundo #mPaQs$ y se calcula a partirde los datos del viscosmetro de lodo, con la siguiente frmula)

J #cP$ LODD G Lo el anlisis en retorta.

2lgunos de los slidos contenidos en el fluido estn presentes porque fueron a&adidos intencionalmente. 8omoregla general, la viscosidad del fluido no de"era ser ms alta que la que se requiere para la limpieza del pozo yla suspensin de "arita. 8uando un fluido no est cumpliendo estas funciones, lo ms conveniente seraaumentar el punto cedente y los valores de "a%o esfuerzo de corte #O y < HP5$ y no la viscosidad plstica.La viscosidad plstica tam"i'n depende de la viscosidad de la fase fluida. 8uando la viscosidad del agua

disminuye a medida que la temperatura aumenta, la viscosidad plstica disminuye proporcionalmente. Lassalmueras tienen viscosidades ms altas que los fluidos de agua dulce. El aceite emulsionado en los fluidos "aseagua tam"i'n acta como un slido y afectar la viscosidad plstica del fluido.

PUNTO CEDENTEEl punto cedente, segundo componente de la resistencia al flu%o en un fluido de perforacin, es una medida delas fuerzas electroqumicas o de atraccin en un fluido. Estas fuerzas son el resultado de las cargas negativas ypositivas u"icadas en o cerca de las superficies de las partculas. El punto cedente es una medida de estasfuerzas "a%o las condiciones de flu%o, y depende de)

$ Las propiedades superficiales de los slidos del fluido.=$ La concentracin volum'trica de los slidos.

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Docente: ING. CINTIA CARVAJALMcaL. ANTONIO JOSE DE SUCRE BOLIVIA+e puede calcular a partir de dos puntos de datos cualesquiera, de tasa de corte > esfuerzo de corte. Es me%ordeterminar n, a las tasas de corte dentro de la sarta de perforacin y dentro del anular. +e puede tener unamayor precisin si se utiliza n en intervalos de tasa de corte de < a DD rpm para el anular, y en el intervalo de

DD a ODD rpm para el interior de la tu"era.

Las lecturas del cuadrante del viscosmetro para un instrumento estndar de O velocidades se pueden emplearpara determinar las constantes de la ley e4ponencial. La prctica usual consiste en utilizar las lecturas de

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7anto como n son particulares para cada fluido.Los parmetros reolgicos n y se pueden calcular a partir de dos puntos de datos cualesquiera de tase de

corte>esfuerzo de corte.

6eterminar las cantidades necesarias para formular un lodo de D.= Lpg en la"oratorio con =

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Es un aparato que consta de un motor el'ctrico que hace girar a un e%e alargado que posee unas peque&asaspas que le dan un movimiento circular al fluido en forma de remolino. El equipo consta de un potencimetrocon el cual podemos cam"iar a la velocidad con la cual se desee mezclar el lodo y as mantenerlo en constantemovimiento.

BALAN/A DE LODOS

La "alanza para lodos est dise&ada de tal formaque la copa de lodo del "razo graduado esta"alanceado por un contrapeso fi%o al otro e4tremodel "razo, con una escala lectora de pesodesliza"le, que se mueve a lo largo del "razo

graduado. Para asegurar un preciso "alance, seha montado un nivel de "ur"u%a so"re el "razo lelectura.

Las "alanzas de plstico y metlicas son instrumentos ro/"ustos, construidos para soportar las condicionese4tremas del tra"a%o de campo,R se han dise&ado para reducir la necesidad de re cali"raciones.

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ANALI/ADOR DE P1

El analizador de p( se utiliza para determinar la

concentracin de iones del gas hidrgeno ?(CB en unadisolucin. Este equipo permite realizar mediciones de la acidez de una solucinacuosa, siempre que el mismo sea utilizado de forma cuidadosay se a%uste a procedimientos plenamente compro"ados. 2 losanalizadores de p( se les denomina, adems, p( metros,monitores de p( o potencimetros.

)ISCOSIMETRO DE ANN

7am"i'n llamadoviscosmetro de indicacin directa o medidor J/U, instrumentoutilizado para medir la viscosidad y la resistencia de gel de un lodode perforacin. El viscosmetro de indicacin directa es uninstrumento compuesto por un cilindro giratorio y una plomada.(ay dos velocidades de rotacin,

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Pr!6etaLa pro"eta es un instrumento de la"oratorio volum'trico, este se usa para medir volmenesconsidera"les y para depositar lquidos.

La pro"eta est formado por un tu"o generalmente transparente de unos centmetros dedimetro y tiene una graduacin #una serie de marcas gra"adas$ desde D ml #hasta elm4imo de la pro"eta$ indicando distintos volmenes.

Cr!n!metr!

El funcionamiento usual de un cronmetro, consiste enempezar a contar desde cero al pulsarse el mismo "otnque lo detiene. 2dems ha"itualmente puedan medirsevarios tiempos con el mismo comienzo y distintoLos cronmetros pueden activarse con m'todos automticos, con menormargen de error y sin necesidad de un actor.

BENTONITA

La "entonita es una arcilla de grano muy fino #coloidal$ del tipo demontmorillonita que contiene "ases y (ierro.

*entonita) corresponde a una arcilla compuesta por minerales del grupode la montmorillonita, que corresponde al miem"ro ms comn de lasesmectitas, cuya frmula estructural es +ilicato hidratado de formulageneral #9a, 82$! #5g, 2l$= #;($ =+i@;W.(=;, con impurezas decuerazo, feldespatos y yeso.

+u composicin terica es OO,XV de +i;=, =-,

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1n compuesto con la frmula 8a8;gal ?,@@ Ag>m

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O. Pasado los =D min. +e agrega el car"onato de calcio con mucho cuidado que se pegue a lasparedes del mi4er

X. +e de%a mezclar todo el lodo durante Dmin ms.-. 7erminado el mezclado se mide la densidad con la "alanza de lodo resultando la densidad D,=

y phD,doc>-@L;6;/I9;H5E/ http)>>cdigital.uv.m4>"itstream>==W@W>>7E+I+.pdf http)>>FFF.rupestreFe".info>farfaca.html https)>>es.scri"d.com>doc>X-D=WO@>*alanza/de/Lodos http)>>FFF.ccsso.ca>oshansFers>chemicals>chemYprofiles>sodiumYhydro4ide>healthYsod.html http)>>funcionesdelosfluidos."logspot.com> http)>>FFF.cedip.edu.m4>tomos>tomoD>FFF.actiFe".es>marcus>[email protected]

+.
https://es.scribd.com/doc/58114307/LODO-INFORME-1http://cdigital.uv.mx/bitstream/123456789/29549/1/TESIS1.pdfhttp://www.rupestreweb.info/farfaca.htmlhttps://es.scribd.com/doc/178025964/Balanza-de-Lodoshttp://www.ccsso.ca/oshanswers/chemicals/chem_profiles/sodium_hydroxide/health_sod.htmlhttp://funcionesdelosfluidos.blogspot.com/http://www.cedip.edu.mx/tomos/tomo03.pdfhttp://www.actiweb.es/marcus/archivo4.pdfhttp://cdigital.uv.mx/bitstream/123456789/29549/1/TESIS1.pdfhttp://www.rupestreweb.info/farfaca.htmlhttps://es.scribd.com/doc/178025964/Balanza-de-Lodoshttp://www.ccsso.ca/oshanswers/chemicals/chem_profiles/sodium_hydroxide/health_sod.htmlhttp://funcionesdelosfluidos.blogspot.com/http://www.cedip.edu.mx/tomos/tomo03.pdfhttp://www.actiweb.es/marcus/archivo4.pdfhttps://es.scribd.com/doc/58114307/LODO-INFORME-1

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