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TALLER DE FUIDOS
LEIDY JOHANNA ALVAREZ
PRESENTADO A:
ING: DIEGO HERRERA
INSTITUTO DE AUTOMATIZACION PETROLERA INSTIPETROL
ACACIAS-META
mayo de 2012
TALLER DE FLUIDOS #2
1. ¿Qué aditivos le son adicionados al lodo de perforación y para que se
hace?
Un aditivo es una sustancia que se le agrega al lodo para cambiar sus
propiedades, en busca de mejorar la perforación, para prevenir o corregir
problemas durante la misma o para ofrecer protección a los equipos y
herramientas utilizados en la operación.
En perforación, aunque la base es un lodo bentonítico puro formado por una
suspensión de arcilla en agua, se adicionan ciertos productos para conseguir unas
características y propiedades del lodo que se aproximen a las consideradas
experimentalmente como más óptimas.
Al lodo de perforación se le adicionan aditivos:
DENSIFICANTES: Son sólidos inertes que se caracterizan por su alta
gravedad específicas. Donde ayudan al control de presiones de
formaciones, control de derrumbes en formaciones incompetentes y
ayuda a que la sarta de perforación salga casi seca del pozo.
VISCOSIFICANTES: Tienen la propiedad de actuar sobre la
viscosidad y la fuerza gel, aumentando la capacidad del lodo para
transportar y suspender los cortes generados por la broca.
AGENTES REDUCTORES DE VISCOSIDAD: Tienen como función
disminuir viscosidad y gelatinosidad de los lodos, haciendo los fluidos
más fluidos.
AGENTES REDUCTORES DE FILTRADO: Son coloides orgánicos
usados para darle una pérdida de filtrado muy baja al lodo sin afectar
severamente la viscosidad y la gelatonosidad al lodo y a la ves dan
estabilidad.
EMULSIFICANTES: Se utilizan para darle estabilidad a una emulsión
normal o invertida y mantener sus propiedades.
OBTURANTES: Son aditivos para controlar las partículas del lodo de
circulación en formaciones cavernosas o de baja presión.
A continuación se mencionan algunos aditivos que se utilizan para controlar la
presión de los fluidos de la formación previniendo disparos. La característica de
importancia de los materiales densificantes es su gravedad específica, debido a
que a una mayor gravedad específica se tiene una menor concentración de
sólidos en el lodo.
Los aditivos que se utilizan para aumentar la viscosidad de los fluidos de
perforación para mejorar el rendimiento en el lodo y así mantener limpio el pozo
sacando todos los recortes de la perforación son:
Arcilla Organofílica
Aditivos utilizados para evitar la formación de láminas o paquetes más gruesos de
las partículas, que puede generar una disminución de la viscosidad y filtrado.
ito de cromo
Aditivos utilizados para controlar la pérdida relativa del fluido a través de
membranas o formaciones permeables cuando el fluido de perforación está
sometido a una presión diferencial, una pérdida de viscosidad o deficiencia en la
torta.
A continuación se muestran unas tablas con la clasificación de algunos aditivos
más importantes y utilizados para la preparación de un fluido de perforación y su
función.
ADITIVO
FUNCIÓN
Barita Aumentar la densidad
Carbonato de calcio Densificante
Bentonita Control de viscosidad y pérdida de Filtrado
Atapulguita Aumentar viscosidad
Fosfatos Reductor de viscosidad
Lignitos Dispersantes
Quebrancho Proporciona dilución y control de filtrado
Resinas Control de filtrado
CMC Control de pérdida de filtrado
Grafito Reducir el arrastre y la torsión
Estearato de aluminio Antiespumígeno
Cascara de nuez triturada Controlar pérdida de circulación
Aminas catiónicas Inhibidor de corrosión
Secuestrantes de oxígeno Inhibidor de corrosión
Los aditivos más importantes utilizados para realizar el control de calidad
para fluidos base agua son los siguientes:
ADITIVO
FUNCIÓN Aceite Fase continua
Arcillas especiales Emulsionante principal
Cal Fuente de alcalinidad
Duratone HT (polímeros) Agente de control de pérdida de fluido
Agua Fase discontinua
Geltone 11/V Viscosificador
Baroid Barodense ó Baracarb Agente densificador
CaCl2 Fuente de salinidad
a) Bentonita
b) Goma xantana
c) Cloruro de Sodio
PRINCIPALES ASPECTOS A TENER EN CUENTA PARA SELECCIONAR UN
ADITIVO
Costo del material
Disponibilidad del material
Límite de solubilidad de sales
Otros problemas relacionados con la complicación que puede generar dicho
material
Sector donde se está trabajando
Aspecto ambiental
2. Que es la bentonita y para qué sirve?
BENTONITA
La bentonita es una arcilla utilizada en cerámica de grano muy fino del tipo de
la montmorilinita que contiene bases y hierro.
La bentonita es insoluble en agua pero se dispersa por hidratación,
mediante fuerza de corte como la molienda, y efectos de velocidad (agitación),
en particular extremadamente pequeñas del rango de 2-100 micras, esta
propiedad coloidal es la que determina la mayor parte de sus propiedades
características.
La propiedad más importante de esta arcilla como reactivo en un fluido
de perforación es la viscosidad relacionada con la tixotropía; o sea, la propiedad
que tienen de formar estructuras gelatinosas cuando están en reposo, y
volverse fluidos nuevamente al ser agitados, les da estas suspensiones una
importancia capital en los fluidos de perforación permitiéndoles suspender los
recortes y los materiales densificantes al sacar la tubería y estar el lodo en
reposo por periodos de tiempos variables.
El tipo más normal es la cálcica. La sódica se hincha cuando toma agua. El
hierro que contiene siempre le da color, aunque existe también una
bentonita blanca. Este tipo dará un mejor color en reducción que en la
oxidación cuando se emplea en cuerpos de porcelana. Existen diversos tipos
de bentonita que varían tanto en la plasticidad como en la dureza. Existen
unas pocas, como la tierra de batán, que carecen totalmente de plasticidad.
Para mantener las características deseadas de este tipo de fluido como
son: viscosidad, gelatinización inicial y final, pérdida por filtración, pH y
contenido de sólidos, se recurre a la utilización de sustancias químicas como
quebracho, sosa cáustica, silicatos y arseniatos.
APLICACIONES
En cementaciones, para sostenimiento de tierras, en forma
de lodo bentonítico.
En construcción, como material de sellado.
En perforación de pozos para extraer agua, petróleo o gas
natural, usada en la preparación de los lodos de perforación.
En la elaboración de aromatizantes.
En la industria del vino como clarificante proteico.
Alimentación animal para eliminación de toxinas de alimentos.
3. Que es la barita, cuáles son sus propiedades y para qué sirve?
BARITA
La barita es un mineral no metálico cuya fórmula química es BaSO4, es
conocida también como baritina o espato pesado, siendo unas de sus
principales características el ser un material inerte, no tóxico y que tiene
un alto peso específico, llegando a ser de hasta 4.5 g/cm3, siendo ésta última
característica de donde proviene su nombre que es de la palabra griega
baros que significa pesado.
El sulfato de bario comúnmente conocido como barita, es un sólido que
se adiciona a los fluidos de perforación para incrementar la densidad, con
objeto de conferir la habilidad de evitar que el gas, aceite o agua,
presentes en las formaciones permeables, invadan el agujero perforado;
previniendo además el derrumbe de las paredes mediante el control de la
presión hidrostática de las columnas del fluido, que depende de la densidad
de la barita adicionada y de la longitud de la columna hidrostática.
El color va de transparente al blanco, pasando por rosa pálido, azul, amarillo y
rojo amarillento, dependiendo de las impurezas que contenga.
APLICACIONES
La barita tiene importantes aplicaciones en la industria de la pintura como
un pigmento con resistencia a los ácidos. Se usa en la obtención del elemento
bario. El principal uso de la barita es en la industria petrolera y se
utiliza para incrementar la densidad de los fluidos de perforación para que
puedan realizar las siguientes funciones:
Control de presión de formaciones.
Disminuir los derrumbes de las formaciones no consolidadas.
Disminuir el peso de la tubería de perforación durante los viajes.
Ayudar a combatir algunos tipos de pérdidas de circulación.
4. Explique:
Que se entiende por:
a. Un controlador de filtrado
RTA/ Son agentes que disminuyen la cantidad de agua que pasa hacia la
formación permeable cuando el lodo es sometido a una presión diferencial. Entre
ellos tenemos: polímeros manufacturados, almidones, adelgazantes orgánicos,
etc.
La función principal de estos aditivos es reducir pérdidas excesivas de agua hacia
la formación; pero estos aditivos pueden generar otros efectos en el diseño de la
mezcla; tales como: aumentar la viscosidad, retardar el tiempo de fraguado y
controlar el agua libre. Con el empleo de controladores de filtrado, se reduce
considerablemente los problemas de taponamiento en el anular con cemento
deshidratado; Los controladores de filtrado más usados son: Carboximetil Celulosa
(CMC), Carboximetil Hidroetil Celulosa (CMHEC), en concentraciones (%BWOC)
de: 0.125 a 1.50, de igual forma se emplean en diferentes concentraciones
productos como: Bentonita en combinación con un dispersante, polímeros
orgánicos y látex.
b. Un desviscosificante
RTA/ Son aditivos que se le agregan al lodo de perforación para disminuir la
viscosidad del lodo haciéndolo mas fluyente, esto se hace cuando el lodo no está
fluyendo rápidamente y se empieza a ver afectada la perforación.
c. Inhibidor: agua dulce, agua salada, aceite.
RTA/ Son sustancias utilizadas para disminuir la capacidad de reacción química
con otra sustancias las cuales pueden ser malignas para un proceso como en la
perforación podría ser, la oxidación, la corrosión, la polimerización, etc.
d. Que es un floculador?
RTA/ El objetivo del floculador es proporcionar a la masa de agua coagulada una
agitación lenta aplicando velocidades decrecientes, para promover el
crecimiento de los flóculos y su conservación, hasta que la suspensión de agua y
flóculos salga de la unidad. La energía que produce la agitación del agua puede
ser de origen hidráulico o mecánico. En este capítulo trataremos sobre el diseño
de unidades de agitación hidráulica.
Entre los floculadores más conocidos se pueden citar, en primer lugar,
las unidades de pantallas de flujo horizontal y vertical, las de medios porosos, la
de tipo Alabama y Cox, y los floculadores de mallas.
5. Que es el pH de una sustancia y como se determina?
RTA/ El pH (potencial de hidrógeno) es una medida de la acidez o alcalinidad de
una disolución. El pH indica la concentración de iones hidronio [H3O+] presentes
en determinadas sustancias.
El valor del pH se puede medir de forma precisa
mediante un potenciómetro, también conocido como pH-
metro, un instrumento que mide la diferencia de
potencial entre dos electrodos: un electrodo de
referencia (generalmente de plata/cloruro de plata) y un electrodo de vidrio que es
sensible al ion de hidrógeno.
También se puede medir de forma aproximada el pH de una disolución
empleando indicadores, ácidos o bases débiles que presentan diferente color
según el pH. Generalmente se emplea papel indicador, que se trata de papel
impregnado de una mezcla de indicadores cualitativos para la determinación del
pH. El papel de litmus o papel tornasol es el indicador mejor conocido. Otros
indicadores usuales son la fenolftaleína y el naranja de metilo.
A pesar de que muchos potenciómetros tienen escalas con valores que van
desde 1 hasta 14, los valores de pH también pueden ser aún menores que 1 o
aún mayores que 14. Por ejemplo el ácido de batería de automóviles tiene
valores cercanos de pH menores que uno,
mientras que el hidróxido de sodio 1 M varía de
13,5 a 14.
Un pH igual a 7 es neutro, menor que 7 es
ácido y mayor que 7 es básico a 25 °C. A
distintas temperaturas, el valor de pH neutro
puede variar debido a la constante de equilibrio
del agua (Kw).
La determinación del pH es uno de los procedimientos analíticos más importantes
y más usados en ciencias tales como química, bioquímica y la química de suelos.
El pH determina muchas características notables de la estructura y actividad de
las biomacromoléculas y, por tanto, del comportamiento de células y organismos.
METODO
Se debe tomar 1ml de filtrado, agregar 2 a 3 gotas de fenolftaleína
Si e filtrado tiene un pH mayor a 8.3 se tornara de un color rojo.
Luego se titula con ácido sulfúrico 0.02N hasta que la coloración rojo
desaparezca y se da por terminada la titulación.
El valor del pH es la calidad de ml de ácido gastado por ml de filtrado.
6. Como se realiza la prueba para determinar la dureza del agua?
RTA/ esta prueba es muy importante de conocer, ya que de su valor depende el
tratamiento a efectuar.
Método
Se debe tomar 1ml de filtrado, agregar 4 a 5 gotas de solución de Buffer,
que es una mezcla de cloruro de amonio con hidróxido de amonio.
Se le agrega 3 a 4 gotas de murexida, el filtrado se torna de color rojo
guinda, luego se lo titula con solución EDTA 20EPM hasta que la mezcla
se vuelve de color azul.
El valor de la dureza (ion calcio) es :
Ca(mg/l) = ml de Sn EDTA * 400
7. Como se realiza la prueba de la filtro prensa?
RTA/ La cantidad de filtrado que pasa del lodo hacia la formación s muy
importante en cuanto a la cantidad como a l cantidad de filtrado. Se efectúa con
el instrumento llamado FILTRO PRENSA API, el cual determina el volumen del
líquido que pasa a través de un filtro en un tiempo determinado, cuando esta
sometido el sistema a una cierta presión de trabajo.
El dispositivo consta de:
Celda contenedora
Malla de 60mesh, papel filtro.
Una tapa que tiene un dispositivo de entrada de presión
En la parte inferior lleva un orificio de salida de filtrado que es recibido en
una probeta graduada.
Soporte del sistema
Cronometro
El filtro prensa es útil para separar sólidos en suspensión con una gran eficiencia.
El instrumento para medir el filtrado a baja temperatura es el Filtro Prensa API.
La cantidad de fluido (en milímetros) recolectado durante 30 minutos aplicando
una diferencia de presión de 100 lb./pulgs2 se reporta como filtrado API.