preparacion de lodo y medicion de la densidad

7/26/2019 Preparacion de Lodo y Medicion de La Densidad

http://slidepdf.com/reader/full/preparacion-de-lodo-y-medicion-de-la-densidad 1/19

PREPARACION DE LODO Y MEDICIONDE LA DENSIDAD

1. INTRODUCCIONPara las operaciones de perforación de pozos se prepara los denominados

uidos de perforación, el lodo preparado en laboratorio es una muestra de

cómo se los prepara en el campo de trabajo, en esta ocasión prepararemos

un lodo donde le rebajaremos la densidad además de las respectivas

pruebas de laboratorio del lodo con métodos estándar recomendados por el

API (Instituto Americano del Petróleo).

2. OBJETIVOS

•

Preparar un lodo base aua con un volumen ! densidad determinado.• "edir la densidad del lodo con la balanza #aroid.

• $isminuir la densidad del lodo utilizando aua.

• %btener conocimiento del trabajo de laboratorio con lodos.

3. MARCO TEORICO

&l lodo es una suspensión de arcilla en aua, con los aditivos necesarios

para cumplir las siuientes funciones'

• &traer el detritus o ripio de la perforación.

•

efrierar la *erramienta de corte.• +ostener las paredes de la perforación.

• &stabilizar la columna o sarta de perforación.

• ubricar el rozamiento de ésta con el terreno.

+e distinuen diversos tipos de lodos en función de su composición. Por una

parte están los denominados -naturales-, constituidos por aua clara (dulce

o salada) a la ue se incorpora parte de la fracción limoso./arcillosa de las

formaciones rocosas conforme se atraviesan durante la perforación. +e

utilizan especialmente en el sistema de circulación inversa (en la circulación

directa se reuieren lodos de ma!or densidad ! viscosidad).

Por otra parte están los lodos -elaborados- de los cuales eisten diferentes

tipos siendo los más frecuentes los preparados a base de arcillas

especialmente benton0ticas, en cu!a composición predominan los

1losilicatos del rupo de la montmorillonita

http://www.miliarium.com/proyectos/estudioshidrogeologicos/anejos/metodosperforacion/lodos_perforacion.asp#Util_Corte

http://www.miliarium.com/proyectos/estudioshidrogeologicos/anejos/metodosperforacion/Rotacion_Inversa.asp

http://www.miliarium.com/proyectos/estudioshidrogeologicos/anejos/metodosperforacion/Rotacion_Inversa.asp

http://www.miliarium.com/proyectos/estudioshidrogeologicos/anejos/metodosperforacion/lodos_perforacion.asp#Util_Corte



2ambién se utilizan con frecuencia lodos elaborados con pol0meros oránicos

! más recientemente con pol0meros sintéticos.

&l +ervicio 3eolóico de %bras P4blicas utiliza en la perforación de sus

pozos, cuando no eisten formaciones eolóicas o auas ue los

contaminen de forma notable, lodos ue tienen el siuiente tipo de

composición.

• Lodo para formaco!"# !o arc$$o#a# (por m5 de aua)

67 a 87 9 de bentonita de viscosidad media

• Lodo para formaco!"# arc$$o#a# (por m5 de aua)

87 a :77 9 de bentonita de viscosidad media

; a 5 9 de uebrac*o

:,6 a ; 9 de <"<:,6 a ; 9 de sosa cáustica

DENSIDAD – PESO ESPECIFICO – GRAVEDAD ESPECIFICA

La densidad es una unidad física de concentración que resuta de di!idir a

"asa de un cuer#o $o"o%&neo entre su !ou"en '()* E #eso es#eci+co

re#resenta a fuer,a con a que a tierra atrae a una unidad de !ou"en de

deter"inada sustancia* Nu"&rica"ente es i%ua a a densidad de dic$a

sustancia* La Gra!edad es#ecí+ca- conocida ta".i&n co"o densidad

reati!a es e cociente entre a densidad de una sustancia dada / adensidad de otra sustancia #atrón o que se to"a co"o referencia '0)*

'() Densidad

donde1

: "asa de a sustancia

1 !ou"en de a sustancia

1 densidad



'0) Gra!edad es#eci+ca

donde1

1 Gra!edad Es#ecí+ca

1 Densidad de a sustancia

1 Densidad de a sustancia #atrón

La sustancia #atrón !aría de acuerdo a ti#o de sustancia* Para sustancias

iquidas se suee to"ar co"o sustancia #atron a a%ua cu/a densidad a (2*2

3C es de ( 4%r5c"6 7* Para %ases a sustancia de referencia a constitu/e con

frecuencia e aire que a 8 3C tiene una densidad de 8*88(09 4%r5c"6 7*

Co"o toda "a%nitud reati!a- que se o.tiene co"o cociente entre dos

"a%nitudes i%uaes- a %ra!edad es#eci+ca carece de unidades- es decir- es

adirnensiona. La %ra!edad es#eci+ca de os :uidos en sus#ensión

%enera"ente deter"ina a densidad de :uido de #erforacion*

Por a i"#ortancia que tiene- a densidad de odo de.e ser conocida

durante e #eriodo de a #erforación en distintos / !arios a#sos de tie"#o-

#or a !ariación que esta sufre de.ido a +trado o a %radiente %eot&r"ico /

#orqueo tiene "uc$os efectos / cu"#e !arias funciones1

Le!antar os recortes

Es una de as funciones ";s i"#ortantes* E :uido cuando sae

de as to.eras o c$i:ones de tre#ano e<erce una acción de c$orro que

"antiene a su#er+cie de a%u<ero / os +os de tre#ano i"#ios de ri#ios o

detritus / des#u&s e :uido a sair #or e es#acio anuar de.e e!antar-

ee!ar- i,ar- acarrear os recortes $acia a su#er+cie* =a<o a in:uencia de a

%ra!edad- os recortes tienden a su"er%irse a tra!&s de :uido ascendente-

#ero e :uido de.e tener un !ou"en su+ciente / de.e e!ar una !eocidad

adecuada- #ara #oder !encer este efecto* La efecti!idad o e+ciencia en eacarreo de recortes de#ende de "uc$os factores co"o1



e ta"a>o de os recortes

a densidad de os ri#ios o recortes

a densidad de :uido de #erforación

a !iscosidad de :uido de #erforación

!eocidad de retorno o !eocidad anuar

En "uc$os casos a !eocidad anuar #uede ser "enor a a !eocidad de

desi,a"iento de os detritus causando e".oa"ientos / #uentes* Es #or

esto que de.e cacuarse a !eocidad de desi,a"iento de os recortes de

acuerdo a ti#o de :u<o1

Fu<o a"inar1

donde1

1 !eocidad de desi,a"iento de cuttin%s

1 densidad de os cuttin% s

1 densidad de :uido de #erforación

1 on%itud de anuar

1 !eocidad #ro"edio

1 #unto cedente



1 !iscosidad #;stica

1 di;"etro de a%u<ero

1 di;"etro de a tu.ería

Fu<o tur.uento1

donde1

1 !eocidad de desi,a"iento

1 densidad de os cuttin% s

1 densidad de :uido de #erforación

1 on%itud de anuar



?antener en sus#ensión os recortes

A "enudo se necesita cortar a circuación de :uido #or e circuito de :u<o

de odos- de.ido a distintas factores / co"o sie"#re de.e "antenerse eno

e #o,o #ara e!itar des"orona"ientos- durante todo e a#so de tie"#o que

#er"ane,ca cortada a circuación* En este a#so de.ido a a !eocidad de

desi,a"iento de os recortes / .a<o a in:uencia de a %ra!edad- os

recortes tienden a su"er%irse a tra!&s de :uido ascendente- #udiendo

in%resar en e odo e incuso #udiendo decantar $acia e fondo de #o,o-

causando e".oa"ientos / #osteriores a#risiona"ientos* Por tanto e :uido

de.e tener un !ou"en su+ciente- de.e e!ar una !eocidad adecuada / de.e tener una densidad adecuada #ara "antener os recortes en

sus#ensión*

Controa as #resiones de su.sueo

@a/ for"aciones que tienen #resiones de.ido a su contenido de íquidoso %ases- si en e a%u<ero no $u.iera nin%una #resión contraria quecontrarreste a estas se #roduciría un descontro de #o,o* Por esto una deas #rinci#aes funciones de :uido de #erforación es de e<ercer una #resión$idrost;tica que sir!a #ara contrarrestar as #resiones de as for"aciones-

#ara o cua a #resión $idrost;tica de odo tiene que ser su+ciente"ente

"a/or a a #resión de for"ación- #ero sin so.re#asara de"asiado* Si a #resión $idrost;tica es "enor se #roduce un des"orona"iento / des#u&s



un re!entón- si es "a/or #uede da>ar as for"aciones #ro!ocando roturasen as "is"as / #ara no incre"entar e +trado a #resión $idrost;tica tieneque ser un #oco "a/or a a #resión de for"ación*

E %radiente nor"a de #resión de for"ación se considera que es de8*B2 4#si5#ie7* E contro de as #resiones de for"ación se .asaes#ecia"ente en e ti#o de :uido- a densidad de odo / #ara cacuar con"a/or eactitud a #resión $idrost;tica utii,a"os a si%uiente for"ua1

donde

1 #resión $idrost;tica

1 densidad de :uido

1 #rofundidad

La #resión de for"ación1

donde1

1 #resión de for"ación

1 #rofundidad

Esta característica de odo es i"#ortante en e con+na"iento de os :uidosde for"ación en sus res#ecti!as ,onas* La diferencia ' ∆P) entre a #resión$idrost;tica e<ercida #or e :uido de #erforación 'P@ ) / a #resión de os:uidos de for"ación 'Pf) deter"inan e factor de se%uridad en e contro dein%reso de os :uidos a #o,o



Ai!iana e #eso de a $erra"ienta

Si se considera e #eso que e%a a so#ortar e equi#o cuando se este

#erforando / e au"ento de #eso a "edida que se au"enta a #rofundidad-entonces e odo <ue%a un #a#e "u/ i"#ortante #or e efecto de #rinci#iode Arqui"ides* La tu.ería de #erforación / a tu.ería de Ada"e sone"#u<adas #or una fuer,a i%ua a #eso de odo des#a,ado- co"o si asarta de #erforación estu!iese :otando en un !ou"en de odo / #or tantoai!ianando e #eso de a sarta de #erforación*

o"ando "ate";tica"ente a ecuación que reaciona e factor de :otacióncon e #eso de a $erra"ienta en e aire / así deter"inar e #eso neto queso#orta e equi#o es1

donde1

1 densidad de :uido

1 densidad de acero

eniendo en consecuencia un #eso :otante que es i%ua1

donde1

1 #eso :otante de a $erra"ienta



1 #eso de a $erra"ienta en e aire

1 factor :otante

Las densidades de os :uidos de #erforación se e#resan en as si%uientes

unidades1

Se e#resa ";s si%ni+cati!a"ente co"o #resión $idrost;tica o %radienteen unidades1

E :uido de #erforación con!enciona !aría dentro de un ran%o #ara as

distintas unidades1



?uc$os #o,os son #erforados con densidades que no #asan de as 9 4.5%a7-

#ero es necesario ocasiona"ente usar densidades de a 08 4L.s5%aon7* Se

#ueden $acer transfor"aciones entre as distintas unidades utii,ando /

co".inando as si%uientes ecuaciones1

Genera"ente se requiere au"entar o dis"inuir a densidad de :uido de

#erforación #ara o.tener "e<ores resutados / #ara cu"#ir "e<or con as

funciones que son esenciaes en a #erforación* a".i&n #ara o.tener

:uidos de ter"inación / de re#aración* Eisten odos sainos #ara ter"inar

a #erforación- es decir a co"en,ar a #roducción*

Para au"entar a densidad de :uido de #erforación se necesita a>adir

sóidos o densi+cantes- que no reaccionen con e odo- o sea que sean

inertes* Los "ateriaes inertes que se utii,an #ara incre"entar e #eso de

:uido de #erforación son os si%uientes1

?AERIALES

DENSIDAD Arcias 0 – 0*02



=arita- =aritina- es#ato

#esado'=aSO )

*02 – *2

@e"atita1 Fe0O6 2*0

Siderita1 CO6Fe 2*2

Victonita1 Aeación B9 Fe 0B

F

B*2

Gaena1 P.S H*2

EE?PLO

?AE?AICA?ENE

donde1

' !ou"en de sóido a>adido



1 !ou"en inicia de odo

1 densidad de sóido a>adido

1 densidad inicia de odo

1 densidad +na de odo

La reación de #eso / !ou"en en e odo usado co"o "ateria

densi+cante- se cacua con a si%uiente ecuación asu"iendo (cc de odo se

tiene1

donde1

1 Gra!edad es#eci+ca de odo*

1 Gra!edad es#eci+ca de :uido inicia*

1 Gra!edad es#eci+ca de sóido densi+cante*

1 Vou"en de :uido inicia

1 Vou"en de sóido densi+cante

Cuando se tiene un odo con una densidad inicia / se desea incre"entar su #eso* Se utii,a a fór"ua si%uiente1



donde1

' Peso de "ateria inerte*

1 Densidad +na

1 Densidad inicia

1 Vou"en inicia

1 Peso es#eci+co de "ateria inerte

De i%ua for"a- a !eces se necesita tener :uidos de ata densidad sin

contenido de sóidos o #ara :uidos de e"#aque* Se os #re#ara en .ase a

disouciones de saes*

A !eces se necesita odos de #erforación sin sóidos #esados* Para dis"inuir

a densidad de os :uidos de #erforación se utii,an %enera"ente íquidos o

%ases #oco densos- incu/endo a a%ua- co"o aceite- aire- entre otros* Por

este "oti!o #ara e%ar a densidades .a<as co"o de 8*2 $a/ que usar un

odo .ase aceite o sea otro ti#o de :uido- o odo aireado*

EE?PLO

?AE?AICA?ENE



donde1

' !ou"en de íquido o %as a>adido

1 !ou"en inicia de odo

1 densidad de sóido a>adido

1 densidad inicia de odo

1 densidad +na de odo

&n caso de eistir formaciones -contaminantes-, se *acen las correcciones

oportunas mediante aditivos.

&n los lodos de perforación eisten una serie de propiedades reolóicas !

parámetros ue los de1nen ! ue deben controlarse durante la perforación

! ue son los siuientes' densidad, viscosidad, tiotrop0a,

costra, p= ! contenido de arena.

BALAN%A BAROID

Los a#aratos #ara "edir a "edición son usua"ente dos1 e $idró"etro / a

.aan,a de odo*

E $idro"etro es una .aan,a de au"inio :otadora con una escaa

cai.rada- una co#a desar"a.e de #;stico / una ca<a de "eta* La ectura

de este instru"ento es afectada #or a te"#eratura*

http://www.miliarium.com/proyectos/estudioshidrogeologicos/anejos/metodosperforacion/lodos_perforacion.asp#DENSIDAD

http://www.miliarium.com/proyectos/estudioshidrogeologicos/anejos/metodosperforacion/lodos_perforacion.asp#VISCOSIDAD

http://www.miliarium.com/proyectos/estudioshidrogeologicos/anejos/metodosperforacion/lodos_perforacion.asp#pH

http://www.miliarium.com/proyectos/estudioshidrogeologicos/anejos/metodosperforacion/lodos_perforacion.asp#Arena

http://www.miliarium.com/proyectos/estudioshidrogeologicos/anejos/metodosperforacion/lodos_perforacion.asp#DENSIDAD

http://www.miliarium.com/proyectos/estudioshidrogeologicos/anejos/metodosperforacion/lodos_perforacion.asp#VISCOSIDAD

http://www.miliarium.com/proyectos/estudioshidrogeologicos/anejos/metodosperforacion/lodos_perforacion.asp#pH

http://www.miliarium.com/proyectos/estudioshidrogeologicos/anejos/metodosperforacion/lodos_perforacion.asp#Arena



La .aan,a do odos es e instrurnento co"un"ente ";s utii,ado en as"ediciones de ca"#o #are "edir a densidad de odo- de.ido a que aectura no es afectada #or a te"#eratura*

Consiste en una co#a unida a un .ra,o / a un contra#eso +<o u.icado en suetre"o o#uesto- que se asienta so.re una .ase / se .aancea "edianteun adita"ento "o!i '<inete) que se "ue!e a o ar%o de a escaa%raduada* Jn ni!ei de .ur.u<a esta coocado so.re a .aan,a #arareferencia de a $ori,ontaidad de .ra,o durante as "ediciones*

&. MATERIALES Y E'UIPOS

=aan,as de odo =aroid

=aan,a eectrónica A%itadorVaso de #resi#itados=entonita



A%ua=aritinaoaaGuarda#o!o=otea de PasticoEs#atua

(. PROCEDIMIENTO



). CALCULOS Y OBSERVACIONES

).1 CALCULOS PARA *ALLAR LA DENSIDAD DEL LODO CONBENTONITA

Pr"parar +! $odo ,a#" "! a-+a co! ,"!o!a /+" "!-a +! 0o$+m"!oa$ d" c"!m"ro# c4,co# ,+#ca!do +!a d"!#dad -+a$ a1531 -6cc 7 +!a -ra0"dad "#p"c8ca d" $a ,"!o!a "# 253.

DATOS

V Total delodo=700cc

ρTotaldel lodo=1,031 g

cc

ρagua=1

g

cc

¿bentonita=2,3

SOLUCI9N

magua+mbentonita=mTotalde lodo (1)

ρ=m

V → m= ρ∗V (2)

S+#+7"!do :2; "! :1;

ρaguaV agua+ ρbentonitaV bentonita= ρTotalde lodoV Totalde lodo (5)

V Total delodo=V agua+V bentonita(4)



¿= ρbentonita

ρagua

(5)

ρbentonitaV bentonita= ρTotalde lodoV Totalde lodo− ρaguaV agua

V bentonita= ρTotalde lodoV Total delodo− ρaguaV agua

ρbentonita

V bentonita= ρTotal delodoV Totaldelodo− ρagua(V Totaldelodo−V bentonita)

ρbentonita

V bentonita= ρTotalde lodoV Total delodo− ρaguaV Total delodo+ ρaguaV bentonita ρbentonita

ρbentonita=¿∗ ρagua

ρbentonita=2,3∗1 g

cc

ρbentonita=2,3

V bentonita= ρTotalde lodoV Total delodo− ρaguaV Total delodo

ρbentonita− ρagua

V bentonita=1,031

g

cc∗700cc−1

g

cc∗700cc

2,3 g

cc−1

g

cc

V bentonita=16,69 cc

m= ρ∗V

mbentonita=2,3 g

cc∗16,69cc

mbentonita=38,39g

V Totalde lodo=V agua+V bentonita



V agua=V Totalde lodo−V bentonita

V agua=700cc−16,69 cc

V agua=683,3 cc

Ca$c+$o d" $a d"!#dad d"$ $odo 7 #+ "rror co! +! <(= d" co!8a!>a

N ? ? @ :? @ ;2

1 1.(2 15313 152<

& 1.2<( 1.3 1.2&

preparacion de lodo y medicion de la densidad

Documents