teoría de control de sólidos funciona debido a ……
Post on 23-Jan-2015
9 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Teoría de Control de Teoría de Control de SólidosSólidos
Teoría de Control de Teoría de Control de SólidosSólidos
Funciona debido a ……...Funciona debido a ……...
DrillingMud
Functions of Drilling FluidsFunctions of Drilling Fluids
ControlPressure
SupportDrill String
Cool &LubricateBHA
Lift DrillCuttings
ProtectPay Zone
MaintainBorehole
SuspendDrillCuttings
PowerDownhole
Motors
ReduceCosts
Funciones Mas ImportantesFunciones Mas Importantes
El lodo de perforación mueve los sólidos El lodo de perforación mueve los sólidos cortados por la mecha de perforación cortados por la mecha de perforación desde el fondo del hueco hacia la desde el fondo del hueco hacia la superficie. La remoción de los sólidos de superficie. La remoción de los sólidos de perforación es esencial para poder perforación es esencial para poder continuar perforando.continuar perforando.
El lodo de perforación resiste las El lodo de perforación resiste las presiones ejercida por la formación presiones ejercida por la formación previniendo reventones del pozo. previniendo reventones del pozo.
El lodo de perforación protege y El lodo de perforación protege y mantiene las paredes del pozo para mantiene las paredes del pozo para evitar derrumbamientosevitar derrumbamientos..
Propiedades del Lodo de Propiedades del Lodo de PerforaciónPerforación
La habilidad del lodo de perforación para La habilidad del lodo de perforación para cumplir sus funciones depende de varias cumplir sus funciones depende de varias propiedades del lodo, la mayoría de las cuales propiedades del lodo, la mayoría de las cuales son cuantificables y afectadas por la remoción son cuantificables y afectadas por la remoción de sólidos.de sólidos.
Densidad: PesoDensidad: Peso Viscosidad: Resistencia a fluir, suspensión de sólidosViscosidad: Resistencia a fluir, suspensión de sólidos Viscosidad Plástica : Resistencia a fluir causada por la Viscosidad Plástica : Resistencia a fluir causada por la
fricción de las partículas suspendidas, depende en el fricción de las partículas suspendidas, depende en el numero y tamano de particulasnumero y tamano de particulas
Yield Point: Resistencia a fluir causada por atraccion Yield Point: Resistencia a fluir causada por atraccion electrica entre las partículas suspendidaselectrica entre las partículas suspendidas
Geles - Resistencia a fluir causada por atraccion Geles - Resistencia a fluir causada por atraccion electrica entre las partículas suspendidas cuando el electrica entre las partículas suspendidas cuando el fluido no esta en movimiento fluido no esta en movimiento sobre tiemposobre tiempo
Contenido de SólidosContenido de Sólidos Contenido de Arena (> 74 micrones)Contenido de Arena (> 74 micrones) FiltradoFiltrado
DrillingMud
Impact of Drill Solids Impact of Drill Solids (Contaminants)(Contaminants)
Increasedcosts
PoorCement
Jobs
ReducedROP
LostCirculation
ExcessDrag &Torque
IncreasedViscosity
Excessabrasion
Stuck PipeLost
Production
Efectos de Sólidos de Perforación Efectos de Sólidos de Perforación Efectos de Sólidos de Perforación Efectos de Sólidos de Perforación
Menos ROPMenos ROP Cabeza hidrostática mas altaCabeza hidrostática mas alta Interferencia con la mecha/formación Interferencia con la mecha/formación
interfaseinterfase Incremento de viscosidad:Incremento de viscosidad:
Geles mas altosGeles mas altos Menos eficiencia de todos los equipos de Menos eficiencia de todos los equipos de
SCESCE Uso de mallas mas gruesoUso de mallas mas grueso Ratas de asentamiento más bajas (Stokes Law)Ratas de asentamiento más bajas (Stokes Law)
Costos de dilución y tratamiento químico Costos de dilución y tratamiento químico mas altomas alto
Efectos de Sólidos PerforadosEfectos de Sólidos Perforados
Torta de mala Torta de mala calidadcalidad
Torta mas gruesaTorta mas gruesa Mas arrastreMas arrastre Posible pega de Posible pega de
tuberíatubería Menos control de Menos control de
filtraciónfiltración Se daña la formaciónSe daña la formación Interpretaciones de Interpretaciones de
registrosregistros
REMUEVALOS REMUEVALOS AHORA MISMO!AHORA MISMO!
Mas abrasión afecta:Mas abrasión afecta: Bombas y repuestosBombas y repuestos Equipo Control de Equipo Control de
SólidosSólidos Mallas y soportes de Mallas y soportes de
mallasmallas HHiidrociclonesdrociclones Ensamblaje rotacional Ensamblaje rotacional
de centrifugasde centrifugas Turbinas y MWDTurbinas y MWD Brocas o mechasBrocas o mechas TuberíaTubería
Costos operacionales Costos operacionales mas altamas alta
Beneficios de Remoción de Beneficios de Remoción de SólidosSólidos
La principal razón para remover La principal razón para remover sólidos perforados del sistema es sólidos perforados del sistema es para prevenir problemas de para prevenir problemas de perforación y reducir costo de lodo y perforación y reducir costo de lodo y costo de manejo de desechos. En costo de manejo de desechos. En definitiva reducir el costo total de definitiva reducir el costo total de perforación.perforación.
$
TamañoTamaño FormaForma
GranularGranular EsféricoEsférico LaminarLaminar
Gravedad especifica Gravedad especifica (Densidad)(Densidad)
BajoBajo Sólidos perforadosSólidos perforados Sólidos comercialesSólidos comerciales
AltaAlta Barita o hematitaBarita o hematita
Características de SólidosCaracterísticas de Sólidos
ReactividadReactividad Interfase entre Interfase entre
partículaspartículas Afecta la viscosidadAfecta la viscosidad
Permeable o inertePermeable o inerte Retención de fluido Retención de fluido
internamenteinternamente Porcentaje humedad Porcentaje humedad
en los recortesen los recortes
Tamaños de partículas Tamaños de partículas comunescomunes
OBJETIVO OSENTIDO
DIAMETRO(MICRONES)
TAMAÑO MESHEQUIVALENTE
Arena 74-2000 200-10
Resolución de ojo 44 325
Pelo 30-180 475-80
Talco 5-50 ?-275
Sensibilidad de dedos 20 625
Sentido entre dientes 8 ?
Arcillas Menor que 2 ?
En Micrones (µ) - 25,400 Micrones = 1 pulgada
Clasificación de SólidosClasificación de Sólidos
Gravedad específicaGravedad específica Sólidos de alta gravedad (material densificante)Sólidos de alta gravedad (material densificante) Sólidos de baja gravedad ( Sólidos comerciales y Sólidos de baja gravedad ( Sólidos comerciales y
ripios)ripios) Tamaño de partículasTamaño de partículas
Recortes ( partículas descargadas por zarandas)Recortes ( partículas descargadas por zarandas) Arena API ( partículas > 74 micrones)Arena API ( partículas > 74 micrones) Silt o Limo (partículas de 2 a 74 micrones)Silt o Limo (partículas de 2 a 74 micrones) Coloidales (partículas <2micrones) Coloidales (partículas <2micrones)
Actividad eléctricaActividad eléctrica Sólidos inertes: Arena, baritaSólidos inertes: Arena, barita Sólidos reactivos: arcilla, bentonita Sólidos reactivos: arcilla, bentonita
(aglomeración, afecta viscosidad(aglomeración, afecta viscosidad))
Clasificación de Tamaño de Clasificación de Tamaño de PartículasPartículas
Clas. API Rango Nombre Común
Grueso > 2000 Gravilla
Intermedio 250 – 2000 Arena
Medio 74 – 250 Arena
Fino 44- 74 Silt
Ultra Fino 2 – 44 Silt/Arcilla
Coloidales 0 –2 Arcilla
Volumen vs. Área superficialVolumen vs. Área superficial
Volumen=1x1x1x8 cubos=8mt3Área de cubos=1 x 1 x 6 ladosx 8 cubos=48mt3 (100% mas)
Dividir el cubo 3 veces
Volumen de un cubo=2x2x2=8mt3Área de cubo=2x2x6 lados=24mt3
2
2
2
Tamaño de partículas y área de Tamaño de partículas y área de superficiesuperficieTamaño de partículas y área de Tamaño de partículas y área de superficiesuperficie
Partículas mas pequeña Partículas mas pequeña tiene mas área tiene mas área superficie por unidad de superficie por unidad de volumen volumen
Requiere mas fluido Requiere mas fluido para cubrirlospara cubrirlos
Formas cúbicas tiene Formas cúbicas tiene mas área de superficie mas área de superficie que esféricasque esféricas
El área superficial El área superficial aumenta aumenta exponencialmente con exponencialmente con la degradación de la degradación de partículaspartículas
Aumento en área de Aumento en área de superficiesuperficie
aumenta viscosidadaumenta viscosidad Menos liquido libre Menos liquido libre
disponibledisponible Mas diluciónMas dilución
Métodos de Control de SólidosMétodos de Control de SólidosMétodos de Control de SólidosMétodos de Control de Sólidos
Dilución o desplazamientoDilución o desplazamiento Única manera a Única manera a completamentecompletamente eliminar sólidos eliminar sólidos
perforadosperforados Normalmente lo mas CostosoNormalmente lo mas Costoso Restricciones ambientalesRestricciones ambientales
SedimentaciónSedimentación Efectivo para sólidos grandesEfectivo para sólidos grandes Requiere espacios grandesRequiere espacios grandes
Medios Mecánicos (Equipo de control de Medios Mecánicos (Equipo de control de sólidos)sólidos)
EconómicoEconómico Efectivo si la instalación es adecuadaEfectivo si la instalación es adecuada
Medios Mecánico-QuímicoMedios Mecánico-Químico
Desplazamiento/DiluciónDesplazamiento/DiluciónDesplazamiento/DiluciónDesplazamiento/Dilución
DesplazamientoDesplazamiento Única manera a sacar todos los contaminantes (sin Única manera a sacar todos los contaminantes (sin
adición de químicos).adición de químicos). Normalmente la manera de control de sólidos mas Normalmente la manera de control de sólidos mas
costoso.costoso. Ultimo opción en muchos casos.Ultimo opción en muchos casos.
DilucionDilucion Método común para controlar el contenido de sólidosMétodo común para controlar el contenido de sólidos.. La dilución no reduce el contenido de sólidos, este La dilución no reduce el contenido de sólidos, este
reduce su concentración.reduce su concentración. Dilución es costosa.Dilución es costosa. Cada barril de dilución, requiere de aditivos químicos Cada barril de dilución, requiere de aditivos químicos
para mantener las propiedades del lodo.para mantener las propiedades del lodo. Dilución crea exceso de lodo que finalmente debe ser Dilución crea exceso de lodo que finalmente debe ser
desechado.desechado. Sólidos no removidos por ECS debe ser diluido, para Sólidos no removidos por ECS debe ser diluido, para
mantener propiedades del lodo.mantener propiedades del lodo.
Importancia Ambiental Importancia Ambiental Sistema de Control de SólidosSistema de Control de Sólidos
Sólidos no removidos por el SCS, Sólidos no removidos por el SCS, debe ser diluido con agua para debe ser diluido con agua para mantener las propiedades del lodomantener las propiedades del lodo..
Dilución crea excesos de lodo que Dilución crea excesos de lodo que finalmente deben ser desechados.finalmente deben ser desechados.
Mayor remoción de sólidosMayor remoción de sólidos Menor diluciónMenor dilución Menor excesos de lodoMenor excesos de lodo Menor generación de desechosMenor generación de desechos Menor impacto ambientalMenor impacto ambiental
AsentamientoAsentamientoAsentamientoAsentamiento
Stokes LawStokes Law
VV = = dd22• (SG• (SGSS-SG-SGLL) • G) • G
K • K •
V = V = Velocidad de Velocidad de asentamientoasentamiento
d d = Diámetro de sólido= Diámetro de sólidoSGSGSS= Gravedad especifica = Gravedad especifica
sólidosólidoSGSGLL= Gravedad especifica = Gravedad especifica
liquidoliquido G = Fuerza gravitacionalG = Fuerza gravitacional K = ConstanteK = Constante = Viscosidad de liquido= Viscosidad de liquido
Puntos Puntos ClClaves de la Ley de aves de la Ley de Stokes Stokes
SISI
Aumenta diámetro Aumenta diámetro
de partículade partícula
Diferencia en Diferencia en
gravedades gravedades
especificas aumentaespecificas aumenta
Fuerza gravitacional Fuerza gravitacional
aumentaaumenta
Aumenta viscosidadAumenta viscosidad
AFECTO AFECTO VELOCIDADVELOCIDAD
AumentaAumenta
AumentaAumenta
AumentaAumenta
DisminuíaDisminuía
Tamaño(mm)
Micrones Mesh Tipo deParticula
AreaSuperficial*
Asentar 1’
Velocidades de Sedimentación Para Esferas de Velocidades de Sedimentación Para Esferas de
VidrioVidrio
21 1,000 18 Arena 4.87 in 3 seg2.1 100 150 Arena
fina48.7 in 38 seg
2.01 10 1000? Silt 3.38 ft 33 min2.001 1 N/A Bacteria 33.8 ft 55 hr.2.0001 .1 N/A Coloidal 3.8 yd. 230 días
Ft
Tiempopara
*Area of particles of indicated size produced from a single 10mm diameter sphere of 2.6 specific gravity
Remoción MecánicoRemoción MecánicoRemoción MecánicoRemoción Mecánico
Mallas Mallas Primer línea de Primer línea de
defensadefensa Centrifugación Centrifugación
Aumenta fuerza de GAumenta fuerza de G Basado en Stokes LawBasado en Stokes Law Remueve partículas Remueve partículas
mas finamas fina Equipo CombinaciónEquipo Combinación
Acondicionadores de Acondicionadores de lodolodo
Sistemas recuperación Sistemas recuperación de fluidosde fluidos
Tratamiento químicoTratamiento químico FloculaciónFloculación CoagulaciónCoagulación Ajuste pHAjuste pH
Método usado Método usado depende en:depende en:
Tamaño de sólidosTamaño de sólidos Tipo de sólidosTipo de sólidos Programa de lodoPrograma de lodo Factores Factores
ambientalesambientales Factores Factores
económicoseconómicos
Distribución de Sólidos 9 Distribución de Sólidos 9 lbs/gal.lbs/gal.
ARENALIMO
COLOIDALES
745 44 100 180 595
325 MESH
200 MESH
150 MESH
80 MESH30 MESH
TAMAÑO DE PARTICULAS
CA
NT
IDA
D
CORTES
ZARANDAS
HIDROCICLONES
CENTRIFUGA
Distribución de Sólidos Distribución de Sólidos 15lbs/gal.15lbs/gal.
ARENALIMO
COLOIDALES
745 44 100 180 595
200 MESH
TAMAÑO DE PARTICULAS
CA
NT
IDA
D
SOLIDOS PERFORADOS
SOLIDOS COMERCIALES
CORTES
ZARANDAS
HIDROCICLONES
CENTRIFUGA
Componentes del Fluido de Componentes del Fluido de PerforaciónPerforación
LODO
SOLIDOS
MATERIALESDE PESO
RIPIOSADITIVOSCOMERCIALES
LIQUIDO SALCloruro de SodioCloruro de CalcioCloruro de Potasio
GelPolímeroTinerOtros Aditivos
BaritaHematitaCarbonato de Calcio
AguasAceiteSalmueraAgua Salada
Sólidos de Baja Gravedad
El Contaminante
Beneficios de Control de Beneficios de Control de SólidosSólidosBeneficios de Control de Beneficios de Control de SólidosSólidos
Lodo dePeforación
AltaEficiencia
de Perforación
Reduce Costos
Disposición
ReduceCostos de Lodo
MejoraVida Util
de Equipos
BajosCosto
de Proyectos
BajosCosto
de Proyectos
BuenasPropiedades
Lodo
ReduceProblemasdel Pozo
MejoraTorta de Filtrado
top related