Instituto Universitario De Tecnología de Administración industrial.Extensión Puerto La CruzAmpliación Puerto Píritu

Laboratorio de Petróleo y Gas.

Determinación de la perdida de filtrado, caracterización del revoque y contenido de sólidos y arena en muestra de lodos.

Integrantes: Profesora: Moya Kenia

Puerto Píritu, de Junio de 2013

Sumario.

Durante las operaciones en laboratorio se procedió a mezclar 1,25Bls de lodo que tuviese una densidad de 8,7Lb/gal, adicionalmente se agregó a la mezcla 0,2g de cal y 1g de pego para estudiar la perdida de filtrado, caracterización del revoque y contenido de sólidos y arena en muestra de lodos.

Inicialmente para el estudio de la caracterización del revoque y medida del espesor formado se empleó un filtro prensa, se comenzó armando la celda y llenándola de la muestra de lodo preparada, instalándola luego en la prensa, ajustándola y aplicarle una presión de 100PSI durante 30min, todo esto sin antes colocar el cilindro graduado en el drenaje de la prensa para recoger el filtrado. Luego de pasado el tiempo se recogieron 12ml de filtrado, se desarmo nuevamente la celda para sacar el papel filtro obteniéndose un revoque de 2,5/32 pulg, cuyas características eran liso, flexible e impermeable.

Mientras transcurría el tiempo del filtrado, se midió el contenido de arena empleando el kit de arena, se llenó el recipiente de vidrio con lodo hasta la marca y luego con agua hasta la marca fijada en el recipiente. Después de agitarse vigorosamente se vertió el contenido en el tamiz, se limpió el recipiente y ser vertió nuevamente el contenido en el tamiz para asegurarse que nada quedara dentro del recipiente. Se le coloco el embudo y se voltio el equipo, para limpiar el tamiz con un poco de agua de manera que toda la arena cayera en el recipiente de vidrio. Se dejó asentar la arena para luego obtener la lectura el cual fue de 0,30%.

Posteriormente se midió el contenido de solido del lodo. Empleando una retorta, se llenó la cámara con el lodo y taparlo, limpiando el exceso. Se colocó una esponja de acero en la parte superior y se enrosco al resto del equipo. Se puso en la retorta, se situó el cilindro graduado en la descarga del condensador, se enchufo la retorta y se esperó a que la luz se apagara. Finalmente obtuvo el porcentaje de solidos suspendido, el cual fue de 4%

Introducción

Durante la operación de perforación de pozos en el proceso de producción de petróleo, se inyecta, a través de la mecha o barrena un fluido de perforación o lodo que debe cumplir con la función de producir una capa delgada de sólidos en las paredes del yacimiento denominada revoque, la cual debe ser impermeable y formarse de la manera más rápida posible, de forma tal de impedir la penetración excesiva de sólidos, arenas y líquidos a los poros de la filtración, también otras funciones del fluido de perforación están relacionadas con la densidad y reología del mismo pero estas pueden ser afectadas por el contenido de arena y solidos con el cual pueden contaminarse el lodo durante el proceso de perforación los cuales deben ser medidos regularmente. Por tal motivo se han desarrollado diversas pruebas para estudiar el revoque y medir el contenido de sólidos y arenas que puede poseer el lodo. Por tales motivos la práctica persigue alcanzar el siguiente objetivo:

Determinación de la perdida de filtrado, caracterización del revoque y contenido de sólidos y arena en muestra de lodo.

Para lograr este objetivo se cumplieron con los siguientes objetivos específicos.

Determinación de la perdida de filtrado, caracterización del revoque empleando un filtro prensa. Medir el contenido de arena de la muestra de lodo mediante el empleo del kit de arena. Obtener el porcentaje de solidos suspendidos en el lodo usando una retorta.

BASES TEORICAS

Revoque: Es una parte del lodo, que impulsado por la bomba circula por el espacio anular comprendido entre la pared del varillaje y la de la perforación, se filtra a través de ésta, depositando en la misma partículas coloidales que forman una costra (cake).

Esta costra proporciona una cierta cohesión a las formaciones en contacto con la perforación ayudando a sostener sus paredes al mismo tiempo que las impermeabiliza, dificultando el paso del lodo hacia los acuíferos. Es por ello que un buen lodo debe permitir la formación de esta costra.

El filtrado: es el líquido que pasa por el medio, dejando el revoque en el medio. Los lodos de perforación son evaluados para determinar la tasa de filtración y las propiedades de del filtrado de lodo. Las propiedades tales como espesor del revoque, tenacidad, y permeabilidad son importantes porque el revoque que se forma en zonas permeables en el pozo puede causar pegado de tuberías de perforación y otros problemas.

Controladores de pérdida de filtrado: 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 HidroetilCelulosa (CMHEC), en concentraciones (%BWOC) de: 0.125 a 1.50, de igual forma se emplean en diferentes concentraciones productos como: Bentonita en combinación común dispersante, polímeros orgánicos y látex.

Importancia de medir el con tenido de arena y sólidos.

Durante la perforación de pozos es común que el lodo se contamine con arena y solidos provenientes de la formación y esto altera las propiedades del lodo y es vital mantener un control constante. Un programa adecuado de control de sólidos, ayuda enormemente a mantener un fluido de perforación en óptimas condiciones, de manera que sea posible obtener velocidades de penetración adecuada con el mínimo de deterioro para las bombas y demás equipos encargados de circular el lodo.

Una parte importante del control de sólidos y arenas que debe llevarse a cabo en el proceso es el conocimiento de la concentración de los sólidos y para ello deben hacer mediciones periódicas del porcentaje se arena y sólidos.

Métodos

Mezcla de lodo

1. Preparar 1,25 barriles (bls) de lodo, con una densidad de 8,7Lb/gal con 1 gramo de pego y 0,2g de cal.2. Hacer los cálculos para obtener la masa de bentonita y volumen de agua necesarios para obtener el lodo con

la propiedad deseada.3. Mezclar el agua con la bentonita y el cemento por 10 min.

Determinación de la perdida de filtrado, caracterización del revoque

1. Armar la base de la celda con la malla y el papel de filtro. Luego colocarlo en la celda.2. Llenar la celda con la muestra de fluido y colocarle la tapa. Instalar la celda en la prensa y ajustarlo con el

tornillo T.3. Colocar el cilindro graduado debajo del drenaje de la celda.4. Abrir la válvula para suministrar una presión de 100 PSI.5. Esperar 30 min, cerrar la válvula y despresurizar el sistema.6. Desinstalar la celda y desarmarla. Extraer el papel filtro con mucho cuidado.7. Lavar el exceso de lodo en el revoque.1. Leer el volumen filtrado2. Medir el espesor del revoque y observar las características del revoque.

Determinación del contenido de arena.

1. Llenar la probeta de lodo hasta la marca.2. Añadir agua hasta la marca, cerrar el recipiente y agitar.3. Verter la mezcla en el tamiz, añadir más agua en la probeta, agitar nuevamente y verterlo en el tamiz. 4. Colocar el embudo sobre el extremo superior, voltear el equipo y colocarlo en el recipiente.5. Limpiar el tamiz rociando agua, y dejar que la arena se precipite hasta el fondo del recipiente6. Registrar el porcentaje de arena por volumen.

Determinación del contenido de sólido.

1. Llenar la cámara de acero con la muestra de loso, colocarle la tapa y limpiar el exceso.2. Colocar una esponja de acero en la cámara superior.3. Enroscar la cámara de acero en el equipo.1. Colocar las cámaras en la retorta, poner el cilindro graduado en el condensador y enchufar la retorta.2. Dejar que la retorta caliente y se apague automáticamente.3. Registrar el volumen y por diferencia se obtiene el valor de solidos suspendidos.

Materiales, equipos e instrumentos.

Preparación de lodo: Agitador. Cilindro graduado de 500, 100 y 10ml. Balanza electrónica. Espátula. Cronometro

Sustancia: Bentonita, cemento y agua.

Determinación de la perdida de filtrado, caracterización del revoque Filtro-prensa con regulador de aire a 100PSI. Cilindro graduado de 10ml. Papel filtro. Vernier. Cronometro

Sustancias: muestra de lodo y aire para suministrar presión a la cámara.

Determinación del contenido de arena. Kit de arena

Sustancia: muestra de lodo y agua.

Determinación del contenido de sólido.

Retorta. Cilindro graduado. Saca corcho. Guantes

Sustancia: muestra de lodo

DatosDatos experimentales.

Vlodo=1,25 Bls

ρlodo=8,7Lbs/gal.

ContaminantePego: 1gCal: 0,2g

Datos Teóricos.

Lb/Bls Lb/gal

Bentonita(B)

840 20

Barita(b) 1470 35

Agua(W) 350 8,34

Porcentaje de líquido recolectado en la retorta = 96%

Muestra de cálculo

1. Calculo de masa de bentonita y volumen de agua.

Calculo de porcentaje de solido por diferencia

mB= ρB×Vlodo( ρ lodo−ρwρB−ρw )

mB=840×1 , 25( 8,7−8 ,3420−8 ,34 )=48 , 62 Lbs=48 , 62 g

Vw=1, 25−1, 25( 8,7−8 , 3420−8 , 34 )=1 , 21 BlsVw=Vlodo−Vlodo ( ρ lodo−ρw

ρB− ρw )Vw=1, 21 Bls×350 ml

1 Bls=423 , 99 ml

%liquido+%solido=100

%solido=100-96=4%

Resultados y discusión

Preparación de lodo:

Campo MB=48,62Lbs VW= 1,21Bls

Laboratorio MB=48,62g VW= 423,99ml

Para preparar 1,25Bls de lodo para que tuviese una densidad de 8,7Lbs/gal se requirieron mezclar 48,62g de bentonita en 423,99ml de agua para realizar la muestra que será puesta a prueba en el laboratorio.

Determinación de la perdida de filtrado, caracterización del revoque Filtro-prensa con regulador de aire a 100PSI. Cilindro graduado de 10ml. Papel filtro. Vernier. Cronometro

Sustancias: muestra de lodo y aire para suministrar presión a la cámara.

Determinación del contenido de arena. Kit de arena

Sustancia: muestra de lodo y agua.

Determinación del contenido de sólido.

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CONCLUSIONES y Recomendaciones

Conclusiones

1. La nafta es un compuesto muy volátil lo por lo que se vaporiza con facilidad.

2. La muestra tiene una base aromática, especialmente usados como disolventes.

3. El compuesto tiene un bajo punto de ebullición de 180ºF.

Recomendaciones

Colocar el equipo de destilación en un lugar donde las corrientes de aire no aumente la vaporización. Evitar que al verter el líquido no entre por el tubo de vapor. Colocar hielo tanto en la columna de enfriamiento como en el beaker donde se coloca el cilindro graduado

para recolectar el destilado para evitar en mayor medida las perdidas por evaporación. Mantener los instrumentos libres del contacto con el agua.

Bibliografía

Torres A. Avila Ramon y Rodriguez G. Manual de procedimientos experimentales para la caracterización físico-quimica del crudo y sus derivados. IUTA.