Escuela Politécnica Nacional

Laboratorio de Fluidos de

PerforaciónCarrera: Ingeniería en Petróleos

Tema: Prensa Filtro API

Semestre

2015-A

Escuela Politécnica NacionalFacultad de Geología y PetróleosCarrera: Ingeniería en PetróleosLaboratorio de Fluidos de Perforación

PRACTICA # 6

1.-TITULO DE LA PRÁCTICA: Prensa Filtro API.

2. INTEGRANTES DEL GRUPO: -Alvear Aguilar Cristhian Eduardo -Artos Pérez Paola Alexandra-Arteaga Jimmy -Castillo Daniel -Proaño Mosquera Alexis Andrés-Zurita Kevin

3.-FECHA DE REALIZACION: Jueves, 09 de Julio del 2015

HORA DE REALIZACIÓN: 2h00 pm – 4h00 pm

4.- OBJETIVOS GENERALES Y ESPECÍFICOS

-OBJETIVO GENERAL:Conocer el método de utilización de la prensa filtro API, la cual es utilizada en campo para las pruebas de filtrado de fluidos a través de la costra de lodo.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Diferenciar que lodos son aptos para formar una pared de lodo que presente menor disposición a dejar filtrar fluidos.

Conocer que características debe presentar un lodo para obtener una pared de lodo que no permita la filtración de fluidos.

Conocer la importancia de la formación de una buena pared o costra de lodo mientras se realizan las operaciones de perforación.

Medir el volumen de filtrado o perdida de agua que pasa a través de la costra de los diferentes lodos.

5.-RESUMEN DE LA PRÁCTICA: El presente trabajo trata sobre la propiedad de filtración que tendrá nuestro lodo de perforación al ser expuesto a condiciones que permitan su forzamiento a través de papel filtro (uso didáctico), tomando en cuenta los objetivos planteados anteriormente.Como primer punto conoceremos los materiales a ocupar para la realización de la práctica, posteriormente se explicara los procedimientos a ejecutar para la realización de la misma. Una vez obtenida la muestra para el análisis, calibraremos los respectivos instrumentos y nos involucraremos con el funcionamiento de los equipos y su adecuado manejo, para permitir el análisis del lodo de perforación. Encontrándose ya seteadas la especificaciones para el análisis (presión manométrica), registraremos los resultados, y estaremos hábiles a apreciar el revoque formado por el lodo, así como la cantidad de filtrado que éste permitió.

6.- MARCO TEÓRICO FILTRACION

Acción mediante la cual la presión diferencial hace entrar la fase líquida del lodo de perforación dentro de una formación permeable.

Las partículas sólidas son filtradas y forman un revoque. Si la fase líquida contiene un líquido inmiscible, las gotas del líquido inmiscible también

se depositarán en el revoque y contribuirán al control de filtración.

1.-FILTRACION ESTATICA

Ocurre cuando se detiene la perforación, durante las conexiones, los viajes o cuando el fluido no está circulando.

Estas pruebas son muy eficaces para evaluar las tendencias globales de filtración del lodo, y en cierto modo proporcionan una indicación de las características de la filtración dinámica de flujo laminar.

La filtración estática es consecuencia de la diferencia depresión entre la presión hidrostática del lodo y la presión de la formación.

2.-FILTRACION DINAMICA

Ocurre mientras el fluido de perforación está circulando. La diferencia con la filtración estática consiste en que el lodo en movimiento ejerce una

acción erosiva sobre la torta, la cual no se presenta cuando el lodo está en reposo.

La tasa de erosión dependerá principalmente del patrón de flujo (laminar o turbulento) y de las características mismas de la torta.

3.-PERDIDAS DE FILTRADO

Velocidad relativa a la cual el líquido se pierde por filtración.

La Ley de Darcy

Se aplica al flujo de fluidos a través de materiales permeables (arena, arenisca o revoque) Puede ser usada para establecer la relación entre la tasa de filtración y la permeabilidad,

superficie de la sección transversal, presión diferencial, viscosidad del filtrado y espesor del revoque.

3.1.-FACTORES QUE AFECTAN A LA FILTRACION ESTATICA

La filtración estática es controlada por el tiempo, la presión, la temperatura (que incide en la viscosidad del filtrado) y las propiedades de la torta, como grosor y permeabilidad.

3.1.1.-TIEMPO

Cuando condiciones como la presión, superficie, viscosidad y permeabilidad son constantes, la tasa de filtración y la velocidad decrecimiento del revoque disminuyen progresivamente con el tiempo.

3.1.2.-TEMPERATURA

Un incremento de temperatura puede aumentar las pérdidas de fluido de varias formas: La temperatura reduce la viscosidad del filtrado y por lo tanto aumenta su volumen. Los cambios en la temperatura, también pueden afectar el volumen de filtrado a través de

cambios en el equilibrio electroquímico que influye en el grado de floculación y agregación. Los cambios de T ocasionan que la permeabilidad de la torta del filtrado se altere, por lo que el volumen de filtrado puede ser mayor o menor que el calculado.

3.1.3.-TORTA-REVOQUE-CAKE

El espesor del revoque aumenta en los periodos estáticos Un revoque grueso puede causar numerosos problemas y debería evitarse.

Características de la torta

Los factores de la torta que más influyen son el espesor, la permeabilidad y la compresibilidad.

Espesor:

Factor vital en los problemas relacionados con los huecos apretados, torque, arrastre y pega de tubería.

En un lodo, el espesor de la torta es proporcional a la pérdida de filtrado y está relacionado con el contenido de sólidos en el lodo.

Permeabilidad:

Controla la filtración estática y dinámica. Es el factor limitante que controla la filtración dentro de la formación. Lo más deseable es menos permeabilidad de la torta. En general las partículas coloidales ( menos de 2 micrones)como la bentonita

proporcionan el más alto nivel de control de pérdidas de filtrado. El control óptimo se logra con amplia variedad de tamaños de partículas.

4.-CONTROLADORES DE FILTRADO

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.

Ejemplos:

Arcillas Polímeros Almidón Carboximetil celulosa de Sodio (CMC) Diluyentes químicos Salmuera Emulsificantes Agentes humectantes

7.- PROCEDIMIENTO

1. Procedemos a preparar nuestro lodo de perforación, dadas las especificaciones previas. Pesamos las cantidades respectivas de cada componente y las mezclamos en 350 ml de agua, haciendo uso del mixer.

Componente Cantidad [gr.]

Barita 10.0Bentonita 10.0

Goma Xantam 2.0

Carbonato de calcio 10Tabla #1. Componentes del primer fluido de perforación.

2. Posteriormente, tomamos la cela de nuestro filtro prensa API, y retiramos la tapa inferior. No s cercioramos de que se encuentre seca y ubicamos el papel filtro, sobre éste colocamos el empaque o junta tórica

3. Dejamos así tal cual la tapa inferior, hasta llenar la celda con el fluido de perforación, para esto tapamos el orificio en la parte superior con el dedo índice. Una vez realizado esto, volvemos a sellar la celda y giramos en sentido horario para asegurar la misma.

4. Invertimos la celda y la volvemos a ubicar la prensa filtro API.5. Colocamos un cilindro graduado debajo del orificio de descarga, para poder recibir el

filtrado proveniente de la celda.6. Empezamos a regular la presión dentro de la celda mediante la liberación de N 2, hasta

alcanzar los 100 psi.7. Esperamos cerca de 30 minutos, tiempo que dura la prueba y cerramos la válvula de

presión y procedemos a descargar la misma.8. Retiramos la celda y desechamos el lodo. Levantamos el papel filtro y lavamos el revoque

con sumo cuidado.9. Registramos la medida en ml de filtrado producido.10. Realizamos el mismo proceso pero preparando un lodo con otros componentes.

Componente Cantidad [gr.]

Barita 10.0Bentonita 10.0

Goma Xantam 2.0Pack L 10

Tabla #2. Componentes del segundo fluido de perforación.

8.- ANÁLISIS DE RESULTADOS

9.- CONCLUSIONES El revoque depende principalmente de los siguientes factores:

-Sólidos (cantidad y tipo)-Tamaño-Forma -Distribución-Compresibilidad (Habilidad que tendrá para deformarse bajo presión)

Los principales problemas con el lodo de perforación en el pozo son aquellos debidos a la invasión de filtrado y aquellos debidos a la disposición del revoque.

Las características óptimas o deseadas de un revoque son : baja tasa de filtración ,baja permeabilidad , espesor fino .

Al tener una formación muy permeable , el lodo entero podría invadir la formación ; razón por la cual se debe hacer uso de agentes puenteantes, los cuales bloquean las aberturas y reducen la permeabilidad de la formación.

La pérdida de filtrado no debería ser considerada como un valor absoluto; es simplemente una indicación de las propiedades de filtración del lodo en el pozo. Debido a que muchas variables afectan las propiedades de filtración , es posible pronosticar la pérdida real de fluido a la formación a partir de las pruebas estáticas.

Un excesivo revoque puede causar : pega de tubería , pistoneo de la sarta de perforación entre otras.

Lo lodos preparados en la práctica difieren únicamente en el uso de Pack L y Carbonato de Calcio (ambos agentes puenteantes) , observándose que el primer lodo adquiere mejores características de gel y por lo tanto reduce en mayor cantidad la posibilidad de filtrado.

12.- RECOMENDACIONES Para una obtención de un lodo de calidad, debemos pesar con mucha exactitud los

aditivos, para ambos fluidos de perforación. Se debe agregar con cuidado los componentes del fluido de perforación al mezclador,

tratando de que no se derramen.

Agregar exactamente la cantidad de agua requerida para la realización del lodo, con ayuda de la probeta.

Manejar los filtros con cuidado, para que no se arruinen y poder fijarnos en la diferencia que existe entre los dos.

Estar muy pendientes cronometrando los intervalos de tiempo para cada prueba, puesto que esto ayudara al éxito de nuestra práctica.

Observar el cuadro que nos proporcionara información de los aditivos usados , mantener una adecuada manipulación y el uso del equipo de protección necesario, con el fin de cumplir las normas de seguridad requeridas en el Laboratorio.

13.- BIBLIOGRAFIA

Santiago, A. R., & RA. (23 de 08 de 2013). Academia.Edu. Obtenido de Prueba de Filtado API: http://www.academia.edu/7160463/PRUEBA_DE_FILTRADO_API

TOLA MAYTA, L. (25 de 07 de 2013). SLIDESHARE. Obtenido de DETERMINACION DEL FILTRADO: http://es.slideshare.net/limbergtolamayta/determinacin-del-filtrado-para-presemtarrrr

14.- ANEXOS

Componentes del primer lodo de perforación.

Componentes del segundo lodo de perforación

EQUIPOS UTILIZADOS:

Mezcladora Prensa Filtro API

Filtros Probeta

Tanque de baja presión (manómetro)