Manual de Prácticas_propiedades de Los Fluidos Petroleros

8/18/2019 Manual de Prácticas_propiedades de Los Fluidos Petroleros

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Unidad: Instituto Tecnológico Superior de

CoatzacoalcosEdición Fecha de Edición

No. 1 SEP/2014

Departamento: Ingeniería Petrolera

Materia: Propiedades de los Fluidos Petroleros

MANUAL DE PRÁCTICAS BASADO ENCOMPETENCIAS

MATERIA: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS PETROLEROS.

CARRERA:INGENIERÍA PETROLERA.

CLAVE DE LA ASIGNATURA:PED-1024

SATCA: 2 - 3 - 5

SEMESTRE: QUINTO.

ELABORADO POR: ING. KARINA SASTRÉ ANTONIO

Revisión Autorización

H. Academia de

Ingeniería Petrolera

Jefe de División de

Ing. Eduardo Oliverio Ruíz González


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ÍNDICE DE PRÁCTICAS

No. dePráctica

Nombre de la práctica Página

N° 1 Conocimiento del Reglamento de Laboratorio deIngenierías Bioquímica y Química.

4

N° 2 Determinación de la Densidad de un Fluido dePerforación.

12

N° 3 Determinaciones de Viscosidad para Lodos dePerforación

18

N° 4 Concentración Iónica de Hidrógeno (pH) 21

N° 5 Alcalinidad Pf y Mf de los Fluidos de PerforaciónBase Agua

26

N° 6 Valoración de un fluido de Perforación contaminadocon Cloruro (Cl -)

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PRESENTACIÓN

El presente manual tiene como finalidad que los estudiantes aprendan a realizar el Análisis PVT, quees un conjunto de pruebas, que se realizan en el laboratorio a diferentes presiones, volúmenes ytemperaturas, para poder determinar las propiedades de los fluidos existentes en un yacimiento enestudio

Durante el desarrollo de la materia se realizaran una serie de ejercicios que le permitan al estudiantedescribir del comportamiento de cada fluido, identificación de los problemas potenciales originados polos sólidos suspendidos en el crudo, medición de la viscosidad, estimación del factor de recobro delyacimiento, planteamiento la ecuación de estado termodinámico del yacimiento y su modelación.

Como parte del manual de prácticas se desarrollaran cada una de estas de la siguiente forma. :En la primera práctica se conocerán el reglamento del laboratorio donde se llevarán a cabo las

prácticas.

En la segunda y tercera práctica se abordan las propiedades principales de los fluidos, las cuales sondensidad y viscosidad.

La práctica número cuatro, permitirá al alumnos conocer las diferentes técnicas para medir el pH delos fluidos y como le afecta la temperatura a esta variable.

La fenolftaleína es uno de los reactivos más utilizados para medir la alcalinidad en los fluidos deperforación, esta técnica se aplicará en la práctica número cinco.

En la práctica número seis el alumno valorará un fluido y podrá calcular la cantidad de sal o clorurcon la que éste fue contaminado.


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Pr ác t ica No . 1.

Nombre de la práctica: Conocimiento del reglamento del laboratorio de Ingeniería Química yBioquímica.

1. Competencia específica a desarrollar.El alumno conocerá los lineamientos por los cuales se regirá su conducta y actividad dentro del

laboratorio, necesarios para la realización de cada una de las prácticas de la materia Mecánica deFluidos.

2. Introducción.

El Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos, fundado en el año de 1999, cuentaactualmente con un moderno Laboratorio de Ingeniería Bioquímica y Química el cual tiene comoobjetivo principal la atención al alumno en la realización de las prácticas del docente, así mismoatender las solicitudes de Proyectos Empresariales Estudiantiles y prestar servicios externos a lasdependencias que los soliciten.

Por lo anterior se hace necesario el trabajo en equipo, armonía y respeto en el desarrollo denuestras actividades dentro del Laboratorio, obteniendo así la calidad y exactitud en los resultados ypor ende la certificación de nuestro Laboratorio.

El presente reglamento tiene como fin lograr los resultados antes mencionados. Es por ello quese pide analizar y poner en práctica los lineamientos aquí indicados, así como el estatuto escolar delInstituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos, del Estado de Veracruz.


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3. Materiales, Equipos y Reactivos.

MATERIAL EQUIPOS REACTIVOSNA NA NA

4. Procedimiento.

HORARIO1. El horario para la realización de las prácticas de las asignaturas del ciclo escolar estará sujeto

a la carga horario oficialdesignada por el Jefe de Divisiónresponsable del Laboratorio2. No se realizarán prácticas fuera del horario establecido. Excepto cuando se requiera preparar

material y/o reactivo, en cuyo caso debe de estar presente el Docente responsable de laasignatura. Para este caso debe considerarse disponibilidad de horario, de área y de equipos.

3. No se harán reposiciones de prácticas, excepto cuando la práctica no se realice por cuestionesajenas al Docente (suspensión de clases, falta de reactivo, comisión del Docente, etc.) se podráreprogramar la práctica para el final de las prácticas programadas – previamente- en el Formatopara la Planeación de Curso y Avance Programático (ITESCOAC-PO-003-01).

4. Los laboratorios destinados a la docencia estarán disponibles de lunes a sábado (dependiendo

del horario del Laboratorio). Cuando se trate de clases teóricas sólo se verificará que losalumnos porten el uniforme completo, no es necesario aplicar los puntos 1- 8, 10 y 12, marcadosen el apartado de Seguridad, aplicable al alumno.

5. El Docente será responsable de entregar a los alumnos una copia del Manual de Prácticas(véase nota 2). Y pasará lista a la hora estipulada, para iniciar con la práctica en el Laboratorio.El Docente, Vigilante y/o Laboratorista, no permitirán el acceso a los alumnos después de 10minutos de iniciado el módulo de práctica. Se tomará como iniciada la sesión según el horarioestipulado en el Horario de Laboratorio. Véase nota 1.

6. El Docente deberá llenar el Formato de Resguardo y Seguridad de Instalaciones (ITESCOACFO-005) con un tiempo mínimo previo de 24 horas y recibirá del Laboratorista el Formato dRegistro de Asistencia para Alumnos (ITESCO-AC-FO-009),así como las hojas de seguridadcorrespondientes a los reactivos que utilizará durante la práctica . Al término de la prácticadeberá completar el llenado del Formato de Resguardo y Seguridad de Instalaciones (ITESCO-

AC-FO-005) ya que de no ser así no se tomará la asistencia del Docente.7. El Docente deberá entregar al Laboratorista , en el día y hora de la práctica de la asignatura

programada, el Formato de Registro de Asistencia para Alumnos (ITESCO-AC-FO-009) con linformación allí solicitada.

Nota 1: En estos casos, la tolerancia de hora de entrada quedará a criterio del Docente.

Nota 2: La práctica No. 1 obligatoria para cada docente será: Conocimiento del Reglamento de Laboratorio.


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LIMPIEZAEl docente es responsable de vigilar que:

1. El alumno presente –en cada práctica- sus utensilios para limpieza de materiales, tales como: jabón y franela.

2. Las mesas, vertederos y áreas de trabajo se encuentren limpias y secas al terminar la práctica.Será responsabilidad del laboratorista realizar una verificación, antes y después de la práctica,en presencia del docente.

3. En el área 9 (Alimentos) los materiales y equipo, mesas y canaleta, deberán quedar en

condiciones asépticas para la realización de prácticas posteriores.4. Todo residuo generado deberá eliminarse en el recipiente correspondiente para desechos, o enlos depósitos para basura (ver sección de Seguridad). Deberá solicitar al Laboratorista erecipiente y será vaciado el desecho en presencia del Docente .

5. Las balanzas granatarias y analíticas, microscopios, baños maría, parrillas, así como cualquierotro instrumento que se emplee para la realización de las prácticas deberán quedar limpios, asícomo el área donde se encuentren ubicados. Cualquier material que tenga que ser esterilizadodeberá colocarse en el lugar que se asigne para este fin.

6. Todos los alumnos cumplan con las reglas de higiene y seguridad dentro del laboratorio.

MATERIAL Y EQUIPO.1. El alumno deberá solicitar la totalidad del material a utilizar dentro de los 15 minutossiguientes a su entrada programada. Para esto deberá entregar al Laboratorista el vale conla lista de materiales y reactivos que utilizará para el desarrollo de la práctica (Véase Nota 1). En el caso de que el alumno requiriera algún material adicional deberá esperar a que elLaboratorista haya atendido al resto del grupo, sin exceder los siguientes 30 minutos al iniciode su entrada programada.

a) El alumno entregará el material 10 minutos antes de finalizar la práctica.b) El material deberá entregarse limpio y seco, completo y en buen estado.2. En el vale que entregue el alumno para solicitar el material deberán quedar claramente

especificadas las características de éste y deberá venir acompañado de la credencial de laescuela, de uno de los integrantes del equipo.

3. El alumno deberá verificar, al entregar su equipo y materiales, que el Laboratorista cancele ensu vale el material entregado y solicitará le sea devuelta su credencial al haber devuelto todo loque le fue otorgado.

4. Todo material sobrante y que pertenece al Laboratorio correspondiente deberá entregarse alLaboratorista, para que éste sea registrado a la vista del alumno.

5. En caso que se adeude material, el Laboratorista deberá anotar los nombres de todos losintegrantes del equipo, en presencia del responsable del equipo y deberá ser firmado de


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enterado. El material de reposición, deberá ser de la capacidad, calidad y características delque se dañó o extravió.

6. El plazo máximo para la reposición del material, será de 8 días. En caso de incumplimiento, lacantidad del material adeudado se duplicará. Cuando no se reponga el material al término delsemestre en el que se regi stró el adeudo, no se firmará la forma de “NO ADEUDO ALLABORATORIO” y el alumno no podrá reinscribirse en el siguiente semestre, hasta que cubrael adeudo.

7. Si el alumno olvida algún material en el área de trabajo, no será responsabilidad delLABORATORISTA ó de algún compañero entregarlo.

8. El alumno y/o docente deberá solicitar la bitácora del equipo al laboratorista y será responsable

del buen funcionamiento de éstos . Si el alumno detecta un mal funcionamiento en algún equiposerá responsable de reportarlo en el momento al Docente y anotar las observaciones en elformato de Bitácoras de utilización de Equipos (ITESCO-AC-FO-007). Por otro lado, si causalgún daño en el equipo o material, deberá sustituirlo con las mismas características o pagarpor su reparación (Véase Nota 2).

9. El Docente comunicará al Laboratorista del turno correspondiente el mal funcionamiento de loequipos detectados y registrará sus observaciones en las Bitácoras de utilización de Equipos(ITESCO-AC-FO-007).

10. Los equipos solo podrán moverse de las áreas asignadas con previa autorización escrita delJefe de División responsable del Laboratorio.

Nota 1: El docente deberá solicitar el material, reactivos y equipos que utilizará para el desarrollo de la prácticahaciendo uso del Formato de Resguardo y Seguridad de Instalaciones (ITESCO-AC-FO005) Nota 2: Los docentes solicitarán al Laboratorista los instructivos de operación de los equipos y serán responsables de

proporcionarlos – previos a la realización de la práctica- a los alumnos para su conocimiento.

11. Después de terminada la sesión, el docente deberá:a) Revisar y cerrar llaves de paso (gas, agua y aire), extractores, estufas, mesas de trabajoy desconectar equipos que pudiera dañarse por efectos de cambio de voltaje.b) Notificar al encargado del almacén sobre fallas, rupturas o descomposturas de equiposo materiales.c) Notificar al Laboratorista que la práctica ha finalizado para que pueda hacer la revisióndel área.d) Permanecer en el área hasta que el laboratorista haya concluido la revisióncorrespondiente.

12. Los vales de solicitud de equipo y material que presenten los alumnos de otros laboratorios y/oespecialidad, deberán venir debidamente autorizados por el instructor o maestro con su nombrey firma, previamente autorizados por el Jefe de División responsable del Laboratorio. En ellodeberá venir especificada claramente la fecha de devolución. Véase nota.


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13. En caso de que el usuario (docente de laboratorio, Asesor de tesis, Asesor de residenciasprofesionales, Asesor de prácticas profesionales o de servicio externo) requiera algún reactivoque tenga un costo considerable y rebase la cantidad en existencia del cálculo deabastecimiento de laboratorio, cubrirá los consumibles requeridos para sus prácticas. (VéaseNota 3)

14. Los tesistas, residentes, servidores sociales, practicantes profesionales y cualquier persona quehaga uso del laboratorio, material y equipo del mismo, respetarán el presente reglamento asícomo las siguientes condiciones:

a) Los tesistas, residentes, practicantes profesionales deberán presentar su cronograma deactividades y, conforme a este les será asignado su horario.b) Con el fin de lograr un mejor aprovechamiento del equipo o material que usarán variostesistas, éste se asignará al Asesor de tesis y estará disponible para las personas que lousarán de acuerdo a su cronograma de trabajo entregado al Jefe de División responsabledel Laboratorio.c) Los equipos y materiales que se utilizan regularmente en prácticas de laboratorio estaránen reserva permanente en el almacén y solo se prestará a los tesistas cuando no esténsiendo ocupados en prácticas programadas.d) Los tesistas, residentes, practicantes profesionales no podrán permanecer en el área dealmacén ni podrán hacer uso de los equipos de cómputo que se encuentran en el almacén.e) Los tesistas, residentes, practicantes profesionales no podrán hacer uso de los equiposni material de laboratorio si no se encuentra presente su asesor asignado por la academiacorrespondiente.

Nota 3: En el caso de requerimiento de reactivos para uso de congresos, semana académica y talleres extemporáneos;será asumido el costo por el responsable de la actividad.

*Nota:Para el caso en el que el Laboratorio proporcione servicio a personas ajenas a la Institución , éste deberá entregarsu credencial vigente del IFE, a manera de resguardo y seguridad del material prestado.

SEGURIDAD. El docente deberá:

1. Solicitar al Laboratorista las Hojas de Seguridad de los reactivos a ocupar durante la realizaciónde las prácticas planeadas en el semestre, con el objetivo de que el alumno conozca los riesgosy las medidas de seguridad que se debe tener en caso de algún derrame o incidente almanipularlos.

2. Solicitar al Laboratorista los Bidones correspondientes para el desecho de residuos. En base ala NOM-052 y 054 de SEMARNAT- 1993.

3. Señalar e indicar las rutas de evacuación así como también los puntos de reunión en caso decontingencia, que corresponden al edificio de Laboratorio

4. Indicar la localización de los extintores con los que cuenta el laboratorio.


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El alumno deberá:

1. El tiempo que dure su práctica- portar bata blanca de algodón manga larga abotonada y lentesde seguridad de mica transparente sin color. (Nota 1).

2. Cuando se manejen sustancias marcadas con etiqueta roja, deberá usar mascarilla parasolventes. Además, deberá usar la campana extractora de gases. Para la eliminación deresiduos se deberán depositar en los contenedores señalados para ese efecto. (Nota 2).

3. En el área 9 (de alimentos), deberán portar guantes, cubrebocas y gorro (cofia).4. No portar accesorios tales como aretes, pulseras, anillos, reloj, etc. ya que son piezas metálicas

o de material de plástico que podrían provocar algún accidente. 5. Portar debidamente el uniforme oficial que consiste en: camisa oficial y pantalón verde o beige

(no playeras tipo polo, pants, pantalón pesquero o faldas). Únicamente por disposición de laDirección General del Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos, los días viernes se

permitirá el uso de pantalón de mezclilla (azul) y la playera del capitulado de la carrercorrespondiente. Tampoco deberá utilizar gorras dentro del Laboratorio.

6. Permanecer con el cabello recogido durante el tiempo que se realice la práctica, para evitar quepueda engancharse en equipos. Para los varones es obligatorio presentar el cabello corto.

7. Presentar uñas cortas y sin pintar. Esto también aplica a los varones8. Cumplir con los siguientes Requisitos de calzado:

a) Ser completamente cerrados ( hasta el empeine). b) De tacón bajo (No: tenis, zapatillas, sandalias, botas ni zapato de tela).

9. El vigilante tiene la obligación y responsabilidad de informar al Responsable del laboratoripresente acerca de los alumnos que no porten el uniforme completo.

10. Durante el desarrollo de las prácticas no se permitirá la visita de personas ajenas a la asignaturaa menos que tengan algún asunto expreso autorizado por el Jefe de División responsable delLaboratorio.

11. No podrá permanecer en el Laboratorio, persona que no se encuentre realizando prácticas deLaboratorio. (Véase Nota 3)

12. Queda estrictamente prohibido fumar, comer, o tomar líquidos (refrescos, yogurth, licuadosetc.) dentro del laboratorio.

Nota 1: Aun sí usa lentes de contacto o anteojos deberá usar lentes de seguridad sobrepuestos. Nota 2: Las alumnas que se encuentren en estado de gravidez, es obligatorio que utilicen mascarilla con filtro parasolventes.Nota 3: Para una mejora en la atención a los usuarios que ingresen a laboratorio, el vigilante proveerá de gafetes queidentifiquen a los alumnos que acudan a las oficinas de los jefes de carrera, realicen recorridos dentro de lasinstalaciones (Marcado como Visitantes) y aquellos alumnos que realizan tesis profesional, residencia o servicio social.


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13. Para toda persona que solicité usar Los Laboratorios de Ingenierías Bioquímica y Química yLaboratorio de Ciencias Básicas, deberá hacer la solicitud por medio de un oficio que contengala siguiente información:

a. Dirigido al Responsable de Laboratoriosb. Institución de procedenciac. Actividad específica a realizard. Cronograma de actividadese. Relación de equipos y materiales que utilizaráf. Especificar si requiere de asistencia para el uso de equiposg. Nombre y firma del usuario

14. Ninguna persona podrá realizar algún experimento que no esté autorizado previamente por losdocentes y avalado por el Jefe de División responsable del Laboratorio.

15. Cualquier conducta inadecuada dentro del Laboratorio será sancionada, según el EstatutoEscolar del Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos, del Estado de Veracruz. CapítuloIV de la disciplina escolar, del artículo 115 al 123. Estas conductas incluyen desorden, uso delenguaje ofensivo y otros que puedan afectar al desempeño adecuado de la práctica en curso.

16. El estudiante que no cuente con servicio médico por parte de alguna Institución, deberá acudiral Departamento de Enfermería, a solicitar incorporación al Instituto Mexicano del Seguro SociaSegún el Capítulo VI Del Servicio Médico, Del Estatuto Escolar Del Instituto Tecnológi

Superior De Coatzacoalcos, Del Estado De Veracruz.

Autorización.

Q.F.B Ángel David Sánchez Jadra Ing. Elizabeth Nolasco GonzálezJefe de División de Ingeniería Bioquímica Subdirector Académico

Responsable del Laboratorio.

M. C. Ricardo Orozco AlorDirector General

Fecha de Autorización: Febrero 2014.


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5. Cuestionario.

1. Menciones 5 puntos muy importantes de éste reglamento.2. Escribe la diferencia entre Accidente, Incidente y Acto Inseguro.3. Escribe por lo menos 3 actos inseguros que debes evitar realizar en el laboratorio.4. Localiza condiciones inseguras dentro del laboratorio y sugiere como arreglarlas.5. Realice un diagrama del laboratorio y localice los extintores, rutas de evacuación,

regaderas y lava ojos.

6. Referencias Bibliográficas.

Handley William. Manual de Seguridad Industrial. Mc Graw Hill. México. Orozco Fernando D. Análisis Químico Cuantitativo. Editorial Porrúa. México. Reglamento vigente del laboratorio de química. Norma Mexicana NOM-005-STPS-1998.


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Nombre de la práctica: Determinación de la densidad de un fluido deperforación.

1. Competencia específica a desarrollar.

Medir la densidad de líquidos a diferentes temperaturas y presión local, mediante el empleode diferentes instrumentos.

2. Introducción.

Definición de densidad absoluta: La densidad o densidad absoluta es la magnitud queexpresa la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. Su unidad en el Sistema Internacionales el kilogramo por metro cúbico (kg/m3), aunque frecuentemente se expresa en g/cm 3. La densidades una magnitud intensiva.

= = = = ú

Definición de gravedad específica: Relación entre la densidad de una sustancia y la de otra,tomada como patrón, generalmente para sólidos y líquidos se emplea el agua destilada y paragases, el aire o el hidrógeno. También llamada peso específico. La gravedad específica es unamedida relativa de la densidad de un elemento y dependerá de la concentración de masa porunidad de volumen de cada elemento. Dicha concentración de masa estará afectada por laestructura tridimensional molecular y número másico de los átomos. Medición de densidad Ladensidad puede obtenerse de forma indirecta y de forma directa. Para la obtención indirecta de ladensidad, se miden la masa y el volumen por separado y posteriormente se calcula la densidad.La masa se mide habitualmente con una balanza, mientras que el volumen puede medirsedeterminando la forma del objeto y midiendo las dimensiones apropiadas o mediante eldesplazamiento de un líquido, entre otros métodos.

Entre los instrumentos más comunes para la medida de densidades tenemos:


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El densímetro, que permite la medida directa de la densidad de un líquido El picnómetro, que permite la medida precisa de la densidad de sólidos, líquidos y

gases (picnómetro de gas). La balanza para lodos, que permite medir la densidad (peso) de lodo, cemento u otro

líquido o lechada. La balanza de Mohr (variante de balanza hidrostática), que permite la medida precisa

de la densidad de líquidos.

Otra posibilidad para determinar las densidades de líquidos y gases es utilizar uninstrumento digital basado en el principio del tubo en U oscilante.

Variables que influyen en la densidad son el peso del objeto y el volumen que ocupa en elespacio, también llega a influir la presión ambiental y la temperatura, debido a que estos dos últimospueden llegar a variar el volumen del objeto. Es muy fácil alterar la densidad de un gas, o inclusode un líquido, simplemente aumentando la presión (reduciendo el volumen) a la que esténsometidos, pero es complicado cambiar la densidad de un sólido.

3. Material, Equipos y Reactivos

MATERIAL EQUIPOS REACTIVOS1 Probeta 250 ml 1 Balanza para lodos 500 ml Agua destilada4 Vaso de ppdos. 500 ml 1 Densímetro 1200-1400 250 gr Barita1 Agitador de vidrio 1 Balanza granataria 250 gr Bentonita1 Vidrio de reloj grande 1 Parrilla eléctrica1 Termómetro1 Espátula

4. Procedimiento.

Formando el lodo.

1.- Colocar el material pesado en un vaso de precipitados de 500 ml2.- Agregar agua, humedecer hasta formar una mezcla lodosa.3.- Anotar la cantidad de agua agregada.4.- Medir la temperatura de la mezcla.


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Densidad por diferencia de peso.

1.- Pesar la probeta de 250 ml y anotarlo.2.- Tomar una muestra del lodo y agregarlo a la probeta, que llegue a la marca de los 50 ml3.- Pesar nuevamente la probeta y por diferencia calcular el peso del lodo.4.- Con los datos obtenidos realizar el cálculo de la densidad.5.- Repetir el Procedimiento con los otros materiales.

Densímetro.

1.- Introducir el densímetro dentro de la probeta de 250 ml con la muestra.2.- Girar ligeramente el densímetro.2.- Una vez estabilizado, realizar la lectura.

Balanza para Lodos.

1.- Se llena la copa de fluido teniendo mucho cuidado de no entrampar aire.2.- Se coloca la tapa, el fluido remanente sale por el orificio de la tapa, se lava y se seca la balanza,y luego se coloca en el pedestal del equilibrio.3.- Con el contrapeso deslizable se equilibra la balanza hasta que la burbuja quede en el centro delvisor.4.- Se procede a la lectura de la densidad según la escala escogida.Nota: La calibración de la balanza se hace con agua destilada a 20ºC, cuyo valor debe ser de 1g/cc(8.34 LPG)

Nota: En ninguno de los procedimientos se debe desechar la muestra, regresarla al vaso de 500 ml.

Cambio de temperatura.

1.- Colocar el resto de la muestra en la parrilla eléctrica y calentar.2.- Cuando la temperatura del lodo suba 5°C en relación a la temperatura inicial, tomar unamuestra.3.- Repetir el Procedimiento de la balanza para lodos.4.- Repetir los pazos 2 y 3 para tres temperaturas diferentes.


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DATOS OBTENIDOS.

MATERIAL TEMPERATURA POR DIFERENCIA DE PESO DENSIMETRODEL LODO °C m ____ v ___ _____ UNIDAD_________

BARITABENTONITACALCEMENTO

MATERIAL BALANZA PARA LODOSDEL LODO T °C ___ T °C ___ T °C ___ T °C ___

BARITABENTONITACALCEMENTO

5. CUESTIONARIO.

1) Defina y explique las diferencias entre: densidad, densidad relativa, peso específico y pesoespecífico relativo.2) Cuáles son las unidades más comunes utilizadas al expresar los valores de densidad?3) Investigar sobre la dependencia de la densidad de los líquidos con la temperatura.

6. Referencias bibliográficas.

Mott, Robert. Mecánica De Fluidos. Editorial Addison- Wesley Iberoamericana Mickel Y Grotch. Física Para Ciencias E Ingeniería. Editorial Harla. Fritz Ullmann. Enciclopedia De Química Industrial.


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Nombre de la práctica: Determinaciones de viscosidad para lodos de perforación.


Determinar la viscosidad de líquidos newtonianos y no newtonianos a diferentes temperaturas,utilizando Viscosímetro de Embudo y el Viscosímetro de Flujo POLIVISC .

2. Introducción.

La viscosidad es una propiedad asociada a la fricción o rozamiento interno de las sustanciasque fluyen. Se mide fácilmente en las condiciones de flujo laminar. El flujo laminar es el que puedeconsiderarse formado por delgadas láminas que fluyen unas sobre otras a velocidades diferentes.Cuando el flujo no sigue este esquema se llama turbulento.

También ocurre flujo laminar cuando fluyen por tubos los fluidos a velocidades moderadas. Lcapa fina del fluido en contacto con la pared es probablemente estacionaria; la capa siguiente fluyelentamente y la capa adyacente con mayor rapidez. El fluido corre entonces como si consistiera enmuchos cilindros concéntricos, cada uno de los cuales se mueve con velocidad constante, queaumenta de la pared al centro del tubo.

En el estado estacionario, es preciso aplicar una fuerza para conservar el movimiento. Dondela fuerza por unidad de área es proporcional a la disminución de la velocidad con la distancia. Laconstante de proporcionalidad corresponde la viscosidad del fluido y puede expresarse como:

=

o también:

=


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En otras palabras, la fuerza de cizalla por unidad de área es proporcional al gradiente negativode la velocidad local. Lo anterior se conoce como ley de viscosidad de Newton y los fluidos que lacumplen se denominan fluidos newtonianos. La experiencia demuestra que existen algunos fluidosque no se comportan de acuerdo con la ecuación anterior, a estas substancias se les conoce comofluidos no newtonianos.

La viscosidad y la resistencia de gel son medidas que están relacionadas a las propiedades deflujo de los fluidos. El viscosímetro de embudo Marsh se ha usado por muchos años para obtener unaindicación de la viscosidad relativa de los fluidos de perforación. Este viscosímetro esta calibrado para

descargar un flujo de 946ml de agua dulce a una temperatura de 70 +/- 5°F (21 +/- 3°C) en 26 +/- 0.5segundos.

El embudo Marsh es un simple dispositivo usado para la rápida medida rutinaria de la viscosidaddel fluido. Este es un excelente indicador de los cambio en las propiedades de los fluidos deperforación. El embudo Marsh tiene una forma cónica, un diámetro superior de 6 pulgadas (152 mmy 12 pulgadas (305 mm) de largo, con una capacidad de 1500 cm 3. Una malla 12 mesh cubre la mitadde la parte superior y está diseñada para remover cualquier material extraña y cuttings presentes enel fluido. El fluido se descarga a través de un orificio fijo que está en la parte inferior del embudo y qumide 2 pulg. (50.8 mm) por 3/16pulg. (4.7mm).

Los viscosímetros rotacionales son útiles en un amplio intervalo de viscosidades yparticularmente valiosos para el estudio de sistemas no newtonianos. Normalmente se emplean seemplean para valores superiores a 50 poises, aunque su uso es satisfactorio aun en los gases. Paratrabajos de mayor precisión (superior a 0.1 %), su diseño y construcción se hacen difíciles sin embargo,para trabajos de rutina en los cuales la precisión es menos esencial, su uso es satisfactorio por susencillez y comodidad.

El diseño de estos viscosímetros permite realizar experimentos relativamente sencillos y de

interpretación bastante directa.

En esta práctica usaremos el viscosímetro de flujo POLYVISC® que se utiliza para ladeterminación de la viscosidad en productos diversos, se recomienda consultar el manual deoperación.


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MATERIAL EQUIPOS REACTIVOS1 Vaso ppdos. 1000 ml 1 Viscosímetro Marsh Agua1 Termómetro 1 Viscosímetro Polyvisc 250 gr Barita4 Vasos de ppdos. 250 ml 1 Kit de spines 250 gr Bentonita1 Agitador de vidrio 1 Parrilla eléctrica1 Espátula 1 Balanza Granataria1 Pinza para crisol1 Cuba para Baño María

4. Procedimiento.

Preparación del lodo.1.- La preparación del lodo se realiza de acuerdo al procedimiento de la práctica No. 2.

Embudo Marsh.

Procedimiento de Calibración.1.- Tapar el extremo del embudo con un dedo y verter agua limpia a través del tamiz hasta que el nivel coincidacon la base del tamiz.2.- Sostener firme y recto el embudo sobre el vaso graduado con indicación de ¼ de galón.3.- Retirar el dedo del extremo y medir con un cronometro en tiempo que tomo en escurrir ¼ de galón de aguaa través del embudo. Este tiempo debe ser de 26 segundos que es la viscosidad embudo del agua.

Medición.1.- Mantenga el embudo en posición vertical hacia arriba tapando el orificio de salida con el dedo.2.- Vierta una muestra de lodo fresco para ser ensayado a través de la malla hasta que el nivel del fluido alcancela parte inferior de la malla.3.- Remueva el dedo de la salida y comience a medir el tiempo con un cronometro. Usando el vaso deprecipitados graduado, mida el tiempo para que el fluido llene el nivel indicado que es de ¼ Gal (946 ml).4.- Mida la temperatura.5.- Reportar el tiempo como viscosidad de embudo MARSH, el tiempo que tarde para que ¼ de galón de lamuestra salga por el embudo.6.- Limpie y seque completamente el embudo y el vaso después de cada uso.


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Viscosímetro Polyvisc.

1. Encienda el POLYVISC® con el interruptor de potencia que se encuentra en la parte trasera.2. Nivele el equipo con el nivel de burbuja ubicado en la parte trasera del equipo.3. Seleccione el eje adecuado para la medición e insértelo en el equipo.4. En el menú seleccione el eje correspondiente y las revoluciones por minuto de la prueba.5. En un vaso de 250 ml vierta el fluido correspondiente y verifique que el nivel sea el adecuado (observe la

marca del eje y compárelo con el nivel). Para valores consistentes, siempre llene para la misma cantidad y

conserve el POLYVISC lo más nivelado posible.6. Cuando mida a temperaturas diferentes a la ambiente, utilice un baño maría para mantener la temperatura

constante.7. Al introducir el eje en el líquido, verifique que el disco del eje no tenga burbujas.8. Repita la lectura 3 veces, verificando que los valores de viscosidad no sean inferiores al 15 % del límite

superior del rango de medición seleccionado (ver tabla del manual).9. Anota en la tabla los datos correspondientes:

DATOS OBTENIDOS.

Embudo MarshMUESTRA TIEMPO VOLÚMEN

BARITABENTONITA

Viscosímetro Polyvisc.

MUESTRA rpm R2 R3 R4 R5 R6 R7BARITABENTONITA


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5. Cuestionario.

1. ¿Cuál es el efecto de la temperatura sobre la viscosidad?2. Explique ¿porqué los valores obtenidos de viscosidad varían con el tipo de eje y las rpm empelados?3. ¿Cuál es la diferencia entre un fluido newtoniano y no newtoniano?4. ¿Describa de manera sintética (no más de 7 líneas) otros tipos de viscosímetros (Cannon-Fenske,cilindros coaxiales, MacMichael, Stormer)


R.B. Bird, (1987). Fenómenos de Transporte. 2ª edición. México: Editorial Reverté. Kinematica AGManual de operaciones del viscosímetro POLYVISC Manual del Ingeniero Químico, Ed. Mc Graw-Hill


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Nombre de la práctica: Concentración Iónica De Hidrógeno (pH).


Medir el pH de diferentes lodos a diferentes temperaturas y presión local, mediante el

empleo de diferentes instrumentos.

2. Introducción.

La medición en el campo del pH del fluido de perforación (o filtrado) y los ajustes del pH sooperaciones críticas para el control del fluido de perforación. Las interacciones de la arcilla, lsolubilidad de distintos componentes y la eficacia de los aditivos dependen del pH, al igual que en elcontrol de los procesos de corrosión causada por ácidos y el sulfuro. Se usan dos métodos para medirel pH del lodo de perforación base agua dulce: un método colorimétrico modificado, usando tiras de

prueba con refuerzo de plástico (palillos); y el método potenciométrico, usando el medidor electrónicde pH con electrodo de vidrio. El método de tira de plástico se usa frecuentemente para medir el pHen el campo, pero no constituye el método preferido. Este método sólo es fiable para los lodos baseagua que tienen una composición muy simple. Los sólidos del lodo, las sales y los productos químicosdisueltos, y los fluidos de color oscuro causan errores en los valores indicados por las tiras de plásticoindicadoras de pH.

Los palillos indicadores de pH “colorpHast” (ver la Figura ) están revestidos con indicadores cuyocolor depende del pH del fluido donde se introducen los palillos. Se proporcionan tablas de coloresestándar para fines de comparación con el palillo de prueba, lo cual permite estimar el pH con una

precisión de ± 0.5 sobre todo el rango de pH.


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Para medir el pH del fluido de perforación, se recomienda el método que emplea el medidorelectrónico de pH con electrodo de vidrio. Este medidor es preciso y proporciona valores de pHconfiables, visto que está esencialmente libre de interferencias. Las medidas se pueden tomar rápiday fácilmente, ajustando automáticamente la pendiente y la compensación termostática.


MATERIAL EQUIPOS REACTIVOS1 Tiras medidoras de pH 1 Equipo medidor de pH. Agua destilada1 Papel Tornasol rojo 1 Balanza granataria 250 gr Barita1 Papel tornasol azúl 1 Parrilla eléctrica 250 gr Bentonita1 Vaso de ppdo 500 ml4 Vasos de ppdos.

100ml1 Agitador de vidrio1 Vidrio de reloj1 Espátula

4. Procedimiento.

A) PREPARACIÓN DEL LODO.1. Presar 250 gr. de muestra.2. En un vaso de 500 ml disolver los reactivos de forma gradual.3. Formar 500 mililitros de lodo.


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B) PAPEL TORNASOL.1. Colocar en un vaso de precipitado de 100 ml una muestra con ese volumen.2. Humedecer el papel tornasol rojo con la muestra y observar.3. Humedecer el papel tornasol azul con la muestra y observar.4. Identificar si la muestra es ácida o básica.

C) PAPEL pH (PALILLOS INDICADORES)1. Colocar un palillo indicador de pH en el lodo y dejarlo hasta que el color se estabilice, lo cua

requiere generalmente menos de un minuto. Enjuagar el palillo con agua desionizada, sin secarcon un trapo.

2. Comparar los colores del palillo con el patrón de color proporcionado y estimar el pH del lodo.3. Ajustar el pH del lodo a la unidad de pH 0.5 más próxima.

D) MEDIDO DE pH.1. Obtener la muestra de fluido a probar y dejar que alcance la temperatura de 75±5ºF (24±3ºC).2. Dejar que las soluciones amortiguadoras alcancen la misma temperatura que el fluido a probar.

Para obtener una medida precisa del pH del fluido de la prueba, la solución amortiguadora y elelectrodo de referencia deben estar a la misma temperatura. El pH de la solución amortiguadoraindicado en la etiqueta del recipiente sólo es para 75ºF (24ºC). Para calibrar a otra temperatura, sedebe usar el pH efectivo de la solución amortiguadora a esa temperatura. Tablas de valores del pHde la solución amortiguadora a diferentes temperaturas pueden ser obtenidas del fabricante ydeberían ser usadas en el procedimiento de calibración.

3. Limpiar los electrodos – lavarlos con agua destilada y secar.4. Colocar la sonda dentro de la solución amortiguadora de pH 7,0.5. Activar el medidor, esperar 60 segundos para que la indicación se estabilice. Si la indicación del

medidor no se estabiliza, consultar los procedimientos de limpieza.6. Medir la temperatura de la solución amortiguadora de pH 7,0.7. Fijar esta temperatura sobre el botón de “temperatura”.

8. Fijar la indicación del medidor a “7,0” usando el botón de “calibración”. 9. Enjuagar y secar la sonda.10. Repetir las Etapas 6 a 9 usando una solución amortiguadora de pH 4,0 ó 10,0. Usar la solución de

pH 4,0 para la muestra de bajo pH, o la solución de pH 10,0 para la muestra alcalina. Ajustar elmedidor a “4,0” o “10,0” respectivamente, usando el botón de “temperatura”.

11. Controlar de nuevo el medidor con la solución amortiguadora de pH 7,0. Si la indicación hcambiado, fijarla de nuevo a “7,0” con el botón de “calibración”. Repetir las Etapas 6 a 11. Si elmedidor no se calibra correctamente, reacondicionar o reemplazar los electrodos de la maneraindicada en los procedimientos de limpieza.

12. Si el medidor calibra correctamente, enjuagar y secar los electrodos. Colocar la muestra a probar.Esperar unos 60 segundos para que la indicación se estabilice.


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13. Registrar el pH medido, junto con la temperatura de la muestra probada. Indicar si se probó el lodoo el filtrado.

14. Limpiar minuciosamente los electrodos, preparándolos para el próximo uso. Colocar dentro de unabotella de almacenamiento, con el electrodo a través del tapón. Usar una solución amortiguadorade pH 7,0 para almacenar el electrodo. En general no se recomienda usar agua desionizada paraalmacenar el electrodo. Si se almacena el medidor sin usar por mucho tiempo, quitarle las pilas.

15. Desactivar el medidor y cerrar la tapa para proteger el instrumento.E) PROCEDIMIENTOS DE LIMPIEZA

1. Los electrodos deben ser limpiados periódicamente, especialmente si el petróleo o las partículasde arcilla cubren la superficie del electrodo de vidrio o la cara porosa del electrodo de referencia

Limpiar los electrodos con el cepillo blando y un detergente suave.2. Puede ser necesario reacondicionar los electrodos si el taponamiento se hace grave, tal como loindica la respuesta lenta, la dispersión de las indicaciones, o si la “pendiente” y la “calibración” nose pueden ajustar mutuamente.

3. Reacondicionar mediante el remojo de los electrodos durante 10 minutos en HCl con unaconcentración molar de 0,1 y enjuagando con agua, y luego remojando durante 10 minutos enNaOH con una concentración molar de 0,1 y enjuagando de nuevo.

4. Verificar la respuesta de los electrodos ejecutando las etapas de calibración.5. La siguiente etapa sólo deber ser realizada por personas competentes. Si los electrodos no dan

ninguna respuesta, remojar los electrodos en una solución de NH4F•HF de 10%, po r un máximode 2 minutos. (CUIDADO: Este ácido es fuerte y tóxico). Repetir las etapas de calibración.

6. Reemplazar el sistema de electrodos si no se puede reacondicionar mediante los pasos citados.

F) RELACIÓN pH Y LA TEMPERATURA1. Realizar los procedimientos B, C y D a tres temperaturas diferentes a la del medio ambiente.

Papel Tornasol (escribir el color y la temperatura)

MUESTRA T (°C)AMBIENTE

T1 (°C) T2 (°C) T3 (°C)

BARITABENTONITA

Palillos Indicadores (escribir valor del pH y la temperatura)


T1 (°C) T2 (°C) T3 (°C)

BARITABENTONITA


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Medidor de pH (escribir valor del pH y la temperatura)


T1 (°C) T2 (°C) T3 (°C)

BARITABENTONITA

5. Cuestionario.

1) Defina el pH y su importancia en los fluidos de perforación.2) ¿Qué dicen las teorías del pH de Arhenius, Brönsted-Lowry y Lewis?3) Investigar sobre la dependencia del pH de los fluidos de perforación con la temperatura.4) ¿Qué características y diferencias tienen las soluciones ácidas y las básicas?5) Describa la clasificación de los ácidos y las bases.

6. Referencias bibliográficas. ENERGY API. Manual De Fluidos De Perforación. Edit. Instituto Americano del Petróleo, Dallas

Texas. BURCIK, J. EMIL. Properties of Petroleum Reservoir fluids. International Human Resources

Development Corporation. CHANG, RAYMOND. Química General. Editorial McGraw Hill AVILA GARRIDO, MARIO. Química, Manual Esencial. Edit. Santillana del Pacífico


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Nombre de la práctica: Alcalinidad P f y Mf de los fluidos de perforación base agua.


Conocer y realizar los análisis químicos necesarios para determinar la alcalinidad y/ocontaminantes en los fluidos de perforación con base agua.

2. Introducción.

El Fluido de Perforación es un fluido de características químicas y físicas apropiadas, que puedeser aire o gas, agua, petróleo y combinaciones de agua y aceite con diferente contenido de sólidosNo debe ser tóxico, corrosivo ni inflamable, pero sí inerte a las contaminaciones de sales solubleso minerales y además, estable a altas temperaturas. Debe mantener sus propiedades según lasexigencias de las operaciones y debe ser inmune al desarrollo de bacterias. El objetivo principal quese desea lograr con un fluido de perforación, es garantizar la seguridad y rapidez del proceso de

perforación, mediante su tratamiento a medida que se profundizan las formaciones de altas presiones,la circulación de dicho fluido se inicia al comenzar la perforación y sólo debe interrumpirse al agregacada tubo, o durante el tiempo que dure el viaje que se genere por el cambio de la mecha.

Entre sus principales Funciones se encuentran:

Transportar los Ripios de Perforación, Derrumbes o Cortes desde el Fondo del Hoyo hasta laSuperficie: Los ripios de perforación deben ser retirados del pozo a medida que son generados porla rotación de la mecha; para lograrlo, el fluido de perforación se hace circular dentro de la columnade perforación y con la ayuda de la mecha se transportan los recortes hasta la superficie, subiendopor el espacio anular. La remoción eficaz y continua de los ripios, depende del tamaño, formay densidad de los recortes, de la velocidad de penetración, rotación de la columna de perforacióny de la viscosidad, siendo el parámetro más importante, la velocidad anular del fluido deperforación, el cual depende del caudal o régimen de bombeo y para esto, el fluido debe serbombeado a la presión y volumen adecuado, logrando que el fondo del hoyo se mantenga limpio. Controlar las Presiones de la Formación: El fluido de perforación se prepara con la finalidad decontrarrestar la presión natural de los fluidos en las formaciones. Se debe alcanzarun equilibrio justo, es decir, un equilibrio tal en el que la presión ejercida por el fluido de perforació(presión hidrostática) contra las paredes del pozo sea suficiente para contrarrestar la presión queejercen los fluidos que se encuentran en las formaciones, el petróleo y el gas; pero que no sea tanfuerte que dañe el pozo. Si el peso del fluido de perforación fuese muy grande, podría provocar lafractura de la roca y el fluido de perforación se perdería hacia la formación.

http://www.monografias.com/trabajos/aire/aire.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/gase/gase.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/problemadelagua/problemadelagua.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/petro/petro.shtml#pehttp://www.monografias.com/trabajos35/obtencion-aceite/obtencion-aceite.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/fimi/fimi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/diop/diop.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/desorgan/desorgan.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/bacterias/bacterias.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/objetivos-educacion/objetivos-educacion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos901/evolucion-historica-concepciones-tiempo/evolucion-historica-concepciones-tiempo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos2/mercambiario/mercambiario.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/mafu/mafu.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICOhttp://www.monografias.com/trabajos13/visco/visco.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/volfi/volfi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/tomadecisiones/tomadecisiones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/hidrostatica-hidrodinamica/hidrostatica-hidrodinamica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/petroleo/petroleo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/petroleo/petroleo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/hidrostatica-hidrodinamica/hidrostatica-hidrodinamica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/tomadecisiones/tomadecisiones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/volfi/volfi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/visco/visco.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICOhttp://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/mafu/mafu.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos2/mercambiario/mercambiario.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos901/evolucion-historica-concepciones-tiempo/evolucion-historica-concepciones-tiempo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/objetivos-educacion/objetivos-educacion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/bacterias/bacterias.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/desorgan/desorgan.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/diop/diop.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/fimi/fimi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/obtencion-aceite/obtencion-aceite.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/petro/petro.shtml#pehttp://www.monografias.com/trabajos14/problemadelagua/problemadelagua.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/gase/gase.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/aire/aire.shtml


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Limpiar, Enfriar y Lubricar la Mecha y la Sarta de Perforación: A medida que la mecha y la sartde perforación se introducen en el hoyo, se produce fricción y calor. Los fluidos de perforaciónbrindan lubricación y enfriamiento mediante la capacidad calorífica y conductividad térmica questos poseen, para que el calor sea removido del fondo del hoyo, transportado a la superficie ydisipado a la atmósfera, y así permitir que el proceso de perforación continúe sin problemas y sepueda prolongar la vida útil de la mecha. La lubricación puede ser de especial importancia para lospozos de alcances extendidos u horizontales, en los que la fricción entre la tubería de perforación,la mecha y la superficie de la roca debe ser mínima.Esta característica de los fluidos de perforaciónpuede aumentarse agregando emulsificantes o aditivos especiales al fluido de perforación deperforación que afecten la tensión superficial. Prevenir Derrumbes de Formación Soportando las Paredes del Hoyo: La estabilidad del pozodepende del equilibrio entre los factores mecánicos (presión y esfuerzo) y los factores químicos.La composición química y las propiedades del fluido de perforación deben combinarse paraproporcionar la estabilidad del pozo hasta que se pueda introducir y cementar la tubería derevestimiento. Independientemente de la composición química del fluido de perforación, el peso dedebe estar comprendido dentro del intervalo necesario para equilibrar las fuerzas mecánicas queactúan sobre el pozo (presión de la formación, esfuerzos del pozo relacionados con la orientacióny la tectónica). La inestabilidad del pozo se identifica por el derrumbe de la formación, causando lreducción del hoyo, lo cual requiere generalmente el ensanchamiento del pozo hasta la profundidadoriginal. Además, el fluido de perforación debe ofrecer la máxima protección para no dañar laformaciones productoras durante el proceso de perforación. Suministrar un Revoque Liso, Delgado e Impermeable para Proteger la Productividad de laFormación: Un revoque es un recubrimiento impermeable que se forma en la pared del hoyo,debido al proceso de filtración, la cual puede ocurrir bajo condiciones tanto dinámicas comoestáticas, durante las operaciones de perforación. La filtración bajo condiciones dinámicas ocurremientras el fluido de perforación está circulando y bajo condiciones estática ocurre durante lasconexiones, los viajes o cuando el fluido no está circulando. Ayudar a Soportar, por Flotación, el Peso de la Sarta de Perforación y del Revestimiento: Lainmersión de la tubería de perforación en el fluido produce un efecto de flotación, lo cual reduce supeso y hace que se ejerza menos presión en el mecanismo de perforación; puesto que, con elincremento de la profundidad de perforación el peso que soporta el equipo se hace cada vez mayor,con lo cual el peso de una sarta de perforación o de revestimiento puede exceder las 200 toneladasy esto puede causar grandes esfuerzos sobre los equipos de superficie.El peso de la sarta de perforación y la tubería de revestimiento en el fluido de perforación, es iguala su peso en el aire multiplicado por el factor de flotación. A medida que aumenta el peso del fluidode perforación, disminuye el peso de la tubería. Transmitir la Potencia Hidráulica a la Formación por Debajo de la Mecha: En perforación dpozos, cuando se habla de hidráulica se hace referencia a la relación entre los efectos que puedencausar la viscosidad, la tasa de flujo y la presión de circulación sobre el comportamiento eficientedel fluido de perforación.Durante la circulación, el fluido de perforación es expulsado a través de las boquillas de la mechaa gran velocidad. La energía hidráulica hace que la superficie por debajo de la mecha esté libre derecortes para así maximizar la velocidad de penetración; ya que, si estos no son removidos la

http://www.monografias.com/trabajos15/transf-calor/transf-calor.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/atm/atm.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/calidad-serv/calidad-serv.shtml#PLANThttp://www.monografias.com/Quimica/index.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/prod/prod.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/trabagenc/trabagenc.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/trabagenc/trabagenc.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/prod/prod.shtmlhttp://www.monografias.com/Quimica/index.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/calidad-serv/calidad-serv.shtml#PLANThttp://www.monografias.com/trabajos/atm/atm.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/transf-calor/transf-calor.shtml


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mecha sigue retriturando los viejos recortes, lo que reduce la velocidad de penetración. Estaenergía también alimenta los motores de fondo que hacen girar la mecha. Las propiedadesreológicas ejercen influencia considerable sobre la potencia hidráulica aplicada y por lo tanto debenmantenerse en valores adecuados.

Reolog ía de los diferentes tip os de fluid os d e perforación en el labo ratorio Los ensayos son utilizados para determinar sus posibles alteraciones en el campo provocados por

diferentes tipos de contaminantes.

Fluidos de Base Agua

Características físicas: densidad, filtrado y Reologia a 120 °FCaracterísticas químicas: alcalinidad del fluido (PM), alcalinidad de filtrado (Pf -Mf ), MBT, clorurosdureza cálcica.

Fluidos Base AceiteFISICOS: Densidad, Reología 150°F, Estabilidad Eléctrica, Filtrado HP-HT.QUIMICOS: Alcalinidad (POM), Cloruros.

Ensayos físicos:DENSIDADEs la masa de la muestra por unidad de volumen se expresa en:

• gr/lt (gramos por litro) • lb/gal - ppg (Libras por Galón) {8.345 ppg = 1000 gr/lt}• lb/ft³ (libras por pié cúbico) FILTRADO API• Es la pérdida de volumen de Fase continua, medida en c.c. Luego de 30´, a 100 psi. FILTRADO HP- HT• Es la pérdida de volumen de Fase continua, medida en c.c. Luego de 30´, a 500 psi diferenciales y a250ºF.REOLOGIALa Reología, nos permite determinar el régimen de flujo del Fluido de perforación, además de laViscosidad Plástica, Yield Point y Capacidad de Gelificación.

• La V.P; se expresa en Cps. • El Y. P, se expresa en lb/100ft 2 • La capacidad de Gelificación, también se mide en lb/100ft2.

Ensayos químicos: Alcalinidad (Pm)• Permite medir la conc. De OH, en el Fluido, también el exceso de Cal libre en el Fluido.

Alcalinidad del Filtrado (Pf y Mf )• Permite medir la conc. De OH, disueltos en el Fluido, también la conc. de Carbonatos y Bicarbonatos.

http://www.monografias.com/trabajos10/motore/motore.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/libapren/libapren2.shtml#TRECEhttp://www.monografias.com/trabajos11/tebas/tebas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/tebas/tebas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/libapren/libapren2.shtml#TRECEhttp://www.monografias.com/trabajos10/motore/motore.shtml


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M.B.T (metilen Blue Test) • Es la reacción de las Arcillas al Azul de Metileno; se produce una coloración de las mismas debidoal intercambio catiónico.

Cloruros• Método de titulación con Nitrato de Plata, que permite determinar la conc. de cloruros disueltos en eFluido y también el % en peso de Sal.

Dureza Cálcica• Método de titulación con EDTA (Acido Etilen Diamínico Tetra Acético), que permite determinar lacons. De Ión Calcio, disuelto en el fluido.

Determinación de Sólidos y Líquidos• Se realiza por medio de una "Retorta", donde la muestra es calcinada dentro de la celda; quedandolos sólidos en su interior y evaporando los líquidos, para luego ser condensados.• Con este método se de termina el % de Sólidos, % de Agua y % de hidrocarburos, presentes en elFluido.


MATERIAL EQUIPOS REACTIVOS1 Tiras medidoras de pH 1 Equipo medidor de pH. Agua destilada1 Vaso de ppdo. 250ml 1 Balanza granataria 50 gr Barita1 Agitador de vidrio 50 gr Cal1 Vidrio de reloj 50 gr Cemento1 Espátula 50 gr Bentonita1 Matráz Erlenmeyer 150

ml500 ml Ac. Sulfúrico o Nítrico

0.02N ó 0.1N1 Pipeta graduada 1 ml Fenolftaleina

Pipeta graduada 10 ml Anaranjado de Metilo1 Jeringa de 5 ml Verde de Bromocresol

http://www.monografias.com/trabajos4/proyinf/proyinf.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/petro/petro.shtml#hidrohttp://www.monografias.com/trabajos10/petro/petro.shtml#hidrohttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/proyinf/proyinf.shtml


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4. Procedimiento.

1. Medir 1 ml de filtrado dentro del recipiente de valoración y añadir 5 ml de agua desionizada.2. Añadir 2 o más gotas de indicador de fenolftaleína. Si la solución se vuelve rosada.3. Añadir ácido 0.02 N gota a gota de la pipeta, agitando hasta que el color rosado desaparezca.

Si la muestra está tan coloreada que no se puede observar el cambio de color del indicador, elpunto final será tomado cuando el pH cae a 8.3, según sea medido por el medidor de pH conelectrodo de vidrio. (La muestra puede ser diluida con agua destilada.) o con las tiras medidorasde pH.

4. Indicar la alcalinidad de fenolftaleína del filtrado, Pf , como número de ml de ácido 0.02 Nrequeridos por ml de filtrado para lograr el punto final.

5. Añadir 3 a 4 gotas de indicador de anaranjado de metil/verde de bromocresol a la mismamuestra que fue utilizada para medir P f ; un color verde aparecerá.

6. Valorar con ácido 0.02 N hasta que el color se vuelva amarillo. Esto ocurrirá al pH 4.3.7. Mf se indica como el volumen total (ml) de ácido utilizado para Pf más esta última valoración.

Ejemplo: Si se utilizó 0.5 ml de ácido para valorar el punto final de fenolftaleína, Pf es 0.5. Si seutilizó un volumen adicional de ácido de 0.3 ml para valorar hasta el punto final de anaranjadode metilo, Mf es 0.8

RESULTADOS.

MUESTRA ALCALINIDAD DE FENOLFTALEINA(ml deácido)

pH

BARITABENTONITACEMENTOCAL

MUESTRA ALCALINIDAD DE ANAR. DE METILO (ml

de ácido)

pH

BARITABENTONITACEMENTOCAL


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5. Cuestionario.

1) ¿Cuáles son las funciones de un fluido de perforación?. Explique cada punto.2) ¿Cuáles son los tipos de lodos que se utilizan en la perforación de pozos? Describalos.3) Explique cada una de las propiedades del lodo de perforación.4) Mencione y explique las determinaciones químicas que se le realizan a los lodos deperforación.

5) ¿Que tratamientos reciben los lodos de perforación para eliminar el posible impacto al medioambiente?


ENERGY API. Manual De Fluidos De Perforación. Edit. Instituto Americano del Petróleo, DallasTexas.

BURCIK, J. EMIL. Properties of Petroleum Reservoir fluids. International Human Resources

Development Corporation. MONTENEGRO FRANK. PÉREZ FREDDY. PÁEZ JOHNNY. SALAZAR RODOLFO. Diseño dla hidráulica de un lodo. Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza ArmadaBolivariana.


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Nombre de la práctica: Valoración de un fluido de perforación contaminado con Cloruro (Cl -).


El alumno conocerá uno de los métodos para poder calcular la concentración de Clorurocontenido en un lodo de perforación base agua.

2. Introducción.

Cuando se definió lodo se dijo que era diseñado para cumplir ciertas FUNCIONES. Lasfunciones se las clasifica en:

FUNCIONES ESPECÍFICAS O BASICAS. Son aquellas que sí o sí debe cumplir el fluidopara ser considerado un lodo.

1. Sacar los Recortes de formación a superficie.2. Controlar las Presiones de formación.3. No dañar las zonas productoras.4. Estabilizar las paredes de las formaciones.5. No dañar el medio ambiente.

FUNCIONES DERIVADAS Son las que se derivan de de las especificas y algunas puedenser no cumplidas sin dejar de ser el fluido un lodo.

1. Sacar Información del fondo del pozo.2. Formar una película impermeable sobre las paredes de la formación.3. Lubricar y enfriar la sarta de perforación.4. Mantener en suspensión los sólidos.5. No causar corrosión a la herramienta.6. Transmitir energía al fondo del pozo.

Análisis de las distintas funciones.1. Sacar los Recortes de formación a superficie, al perforar un determinado pozo se generan

recortes de formación en tamaños y cantidad según sea el trepano y la velocidad de penetración.La remoción del recorte debe ser continua para dejar al trepano el espacio libre para que cumplasu función de cavar o hacer un hueco nuevo a cada instante. El lodo junto con el caudal de bombeo


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debe ser capaz de acarrear estos recortes a superficie dejando limpio el fondo del pozo. Lacapacidad de limpieza del pozo es función del caudal de bombeo como de la densidad del lodo ysu viscosidad.

2. Controlar las Presiones de formación. Toda formación tiene una determinada presión ensus poros denominada presión de poro o presión de formación, esta presión puede ser normal sisu gradiente es de 0.433 a 0.465 psi ft (agua pura – agua salada de 1.07 gcc ); todo valor porencima se llama presión anormal y todo valor por debajo se llama presión sub-normal. Si se conocela presión y la profundidad de una formación se puede saber la densidad mínima que debe tenerel lodo para controlar esa presión. La densidad mínima de trabajo debe estar por encima debido aque se toma como presión hidrostática más un factor de seguridad de 300psi, elevando la densidaddel lodo necesario para controlar la presión de formación. Esta presión de 300psi es un factor deseguridad que puede cubrir la disminución de presión causado cuando se está sacando laherramienta del pozo; ya que casi siempre causa un efecto de pistón. Para incrementar la densidadla industria cuanta con una serie de productos químicos, entre los más usados tenemos: BARITINA,CARBONATO DE CALCIO, OXIDOS DE HIERRO, CLORURO DE SODIO, DE POTASIO, DCALCIO. Cada uno con sus ventajas y desventajas.

3. No dañar las zonas productoras, la finalidad de perforar un pozo petrolero es para producirhidrocarburos, esta producción dependerá de muchos factores de los cuales uno se refiere al dañoa la productividad causada por el lodo. El daño causado por el lodo puede ser por excesiva cantidadde sólidos, por una sobre presión o por la incompatibilidad química del lodo con la formación

productora, como ser inadecuada alcalinidad, contenido de emulsificantes que puedan causar laformación de emulsiones estables en los poros de las formaciones productoras. Es común perforarlos pozos por etapas o tramos, los cuales luego de terminados son aislados con cañeríacementad a, esto se debe a: ƒ

Condiciones de formación ƒ Presiones a encontrar ƒ

Asegurar la estabilidad del pozo en general.

4. Estabilizar las paredes de las formaciones. Las formaciones que se atraviesan varían ensus características físico-químicas, según sea la profundidad en que se encuentra como también

en su posición en la tierra, la estabilidad de la formación dependerá de la condición con que seatraviesa como también de la relación lodo-formación. La estabilidad de la formación depende enforma directa de la química de los lodos. Un ejemplo de estos es el de que al perforar formacionesllamadas GUMBOS, estas al entrar en contacto con al agua del lodo toman gran cantidad de lamisma aumentando varias veces su volumen, provocando lo que se conoce como cierre de agujeroque causa los conocidos arrastres y resistencias de la herramienta en movimiento.

5. Sacar Información del fondo del pozo, un lodo que esta perforando en un pozo,continuamente trae información del fondo del pozo que el ingeniero de lodos está capacitado parapoder interpretar esta información y poder conocer las condiciones que están en el fondo del pozo.


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6. Formar una película impermeable sobre las paredes de la formación, toda formaciónatravesada tiene cierta permeabilidad una más que otra; las arenas por lo general son bastantepermeables y no así las arcillas, esta permeabilidad es lo que hace posible el paso del fluido através de las rocas; debido a las exigencias de la perforación de tener una presión hidrostáticamayor a la presión de formación, parte del líquido del lodo, llamado filtrado, penetra a horizontesen las formaciones, quedando sobre la pared de la formación una costra de sólidos conocido comopelícula o revoque cuyo espesor queda definido por las características del lodo y las normas deperforación; esta película está muy ligada a la estabilidad del pozo que por lo general debe serdelgada, impermeable, lubricada y no quebradiza.

7. Lubricar y enfriar la sarta de perforación, los aditivos agregados al lodo generalmente sonpolímeros los cuales aparte de cumplir con sus funciones para los cuales fueron agregados dan allodo características de lubricidad que ayuda a minimizar las fricciones entre la herramienta deperforación y las formaciones. Al girar la herramienta al girar o desplazarse genera fricciones conlas formaciones el cual se manifiesta como torque (resistencia al giro), arrastre (cuando se saca laherramienta) y resistencia (cuando se mete la herramienta). A medida que se perfora un pozo latemperatura aumenta con la profundidad. El gradiente de temperatura en normal cuando por cada100ft perforados la temperatura en el fondo del pozo aumenta 1ºF. El lodo entra desde superficiea bajas temperaturas y al circular a grandes profundidades va extrayendo calor de las formacionesenfriando el pozo; el lodo y el pozo en si forman un intercambiador de calor.

8. Mantener en suspensión los sólidos, el comportamiento del lodo como fluido NO-

NEWTONIANO, tanto en estado dinámico como es estado de reposo es distinto al comportamientode un fluido NEWTONIANO, el lodo tiene un propiedad muy importante que es la de mantener ensuspensión a los sólidos que lo componen con la finalidad de que los mismos no se depositen yobstruyan la perforación del pozo. Se llama TIXOTROPIA a la capacidad que tiene el lodo degenerar energía en estado de reposo.

9. No causar corrosión a la herramienta, el lodo debe estar diseñado en el sentido meminimizar el efecto de corrosión en la herramienta de perforación. Se llama corrosión a ladegradación continua del metal el cual trata de alcanzar el estado inicial del cual partió. Es unproceso de oxido-reducción que ocurre sobre la superficie metálica por acción del fluido.

10. No dañar el medio ambiente, debido a las tendencias actuales de protección al medio

ambiente, los lodos se están diseñando de tal manera que en sui composición intervenganproductos que no causen o sea mínimo el daño causado al medio ambiente, se trata de productosBIODEGRADABLES.

La prueba de sal, o cloruro, es muy importante en las áreas donde la sal puede contaminarel fluido de perforación. Esto incluye la mayoría de los campos de petróleo del mundo. La sal puedeprovenir del agua de preparación, sacos, capas discontinuas, estratos o corrientes de agua salada.


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MATERIAL REACTIVOS1 Vaso de ppdo. de 100 ml Agua Destilada1 Agitador de vidrio Nitrato de Plata (AgNO3) 0.02N ó 0.2N1 Matraz Erlenmeyer de 125 ml Sol. Indicadora de Cromato de Potasio

(K2CrO4)1 Pipeta graduada de 1 ml Ácido Sulfúrico (H2SO4) ó Nítrico (HNO3)

0.02N1 Pipeta graduada de 10 ml. Sal de mar1 Perilla1 Espátula

4. Procedimiento.

1. Disolver 10 gr de muestra y 5 gr de sal de mar en 100 ml de agua destilada (esta mezclase tomará como Filtrado).

2. Medir 1 o 2 ml de filtrado dentro de un matraz de valoración.3. Añadir la cantidad de ácido requerida para la valoración de Pf .4. Añadir 25 ml de agua destilada y 10 gotas de la solución de cromato de potasio. Agitar

continuamente y valorar con la solución normal de nitrato de plata, gota a gota de lapipeta, hasta que el color pase de amarillo a rojo anaranjado y permanezca en este colordurante 30 segundos.

5. Registrar el número de ml de nitrato de plata requeridos para lograr el punto final. (Si seutiliza más de 10 ml de solución de nitrato de plata 0,282N, considerar repetir la pruebacon una muestra más pequeña de filtrado medida con precisión, o diluir usando el factor

de dilución.)

RESULTADOS.

MUESTRA ml deAgNO3 Gastados BARITABENTONITA


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CÁLCULOS.

Si la concentración iónica de cloruro del filtrado es inferior a 10,000 mg/l, utilizar la soluciónde nitrato de plata 0,0282 N equivalente a 0,001 gr de ion Cl- por ml. Indicar la concentración iónicade cloruro del filtrado en miligramos por litro, calculada de la siguiente manera:

−( ⁄ ) =( 0.0282 )(1,000)

Si la concentración iónica de cloruro del filtrado es mayor de 10,000 mg/l, utilizar el nitratode plata 0,282 N (equivalente a 0,01 g de ión Cl- por ml.) Indicar la concentración iónica de clorurodel filtrado en mg/l, calculada de la siguiente manera:

−( ⁄ ) =( 0.282 )(10,000)

Para cualquier normalidad de nitrato de plata:

−( ⁄ ) = ( )(35,000)( )

5. Cuestionario.

1) ¿Por qué es importante conocer la concentración de cloruro que pudiera tener un lodode perforación?2) ¿Son aquellas funciones que debe cumplir el fluido para ser considerado un lodo de

perforación?3) Mencione las funciones que tiene un fluido de perforación derivadas de las anteriores yalgunas pueden ser no cumplidas, sin dejar de ser el fluido un lodo.4) Explique ¿De qué forma ayuda un fluido de perforación a controlar la presión deformación de un poz?5) ¿Que es la tixotropía de un lodo de perforación?


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ENERGY API. Manual De Fluidos De Perforación. Edit. Instituto Americano del Petróleo, DallasTexas.

BURCIK, J. EMIL. Properties of Petroleum Reservoir fluids. International Human ResourcesDevelopment Corporation.

MONTENEGRO FRANK. PÉREZ FREDDY. PÁEZ JOHNNY. SALAZAR RODOLFO. Diseño dla hidráulica de un lodo. Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza ArmadaBolivariana.

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Manual de Prácticas_propiedades de Los Fluidos Petroleros