ESCUELA MILITAR DE INGENIERIACARRERA DE INGENIERIA PETROLERA

MATERIA: FLUIDO DE PERFORACION Y LABORATORIO

SIGLA: PET-06328DOCENTE: PATRICIA A. RAIMONDI M.

UNID 2 EFECTOS SECUNDARIOS

TEMA 1 CONTROL DE FILTRACION

Contenido Unidad Didáctica 2

• CRITERIO DE DESEMPEÑO

• Reconoce los tipos de filtración estática y dinámica y los factores que influyen en la filtración

• CONTENIDO

• Filtración

• Revoque

• Tipos de filtración; estática y dinámica

• Pruebas de Filtración API y Pruebas Filtración ATAP

• Factores que influyen en la filtración

• Aditivos utilizados en filtración

Filtración

• Una de las funciones básicas del fluido de perforación es sellar las formaciones permeables y controlar la filtración (pérdida de filtrado).

• Los problemas potenciales relacionados con los revoques gruesos y la filtración excesiva incluyen las condiciones de pozo reducido, el aumento del torque y arrastre, tuberías pegadas, la pérdida de circulación, la calidad inferior de los registros y daños a la formación.

• Con frecuencia se requiere un control adecuado de la filtración y la deposición de un revoque delgado de baja permeabilidad para evitar los problemas de perforación y producción

Problemas en la filtración

• Problemas potenciales relacionados con el espesor excesivo del revoque:

• 1. Puntos apretados en el pozo que causan un arrastre excesivo.

• 2. Mayor suabeo y pistoneo debido a la reducción del espacio anular libre.

• 3. Pegadura por presión diferencial de la columna de perforación debido a la mayor superficie de contacto y al desarrollo rápido de las fuerzas de adhesión causado por la tasa de filtración más alta.

• 4. Dificultades con la cementación primaria debido al desplazamiento inadecuado del revoque.

• 5. Mayor dificultad para bajar el revestidor.

Problemas en la filtración

• Problemas potenciales relacionados con la invasión excesiva de filtrado:

• 1. Daños a la formación causados por la invasión de filtrado y sólidos.

• 2. Prueba inválida de muestreo del fluido de la formación.

• 3. Dificultades en la evaluación de la formación causadas por la invasión excesiva de filtrado

• 4. Las zonas de aceite y gas pueden pasar desapercibidas porque el filtrado está desplazando a los hidrocarburos, alejándolos del pozo

Filtracion

• FILTRACIÓN - La pérdida de FILTRADO hacia una formación porosa y permeable.

• La filtración se refiere a la acción mediante la cual la presión

• diferencial hace entrar a la fase líquida del lodo de perforación dentro de una formación permeable. Durante este

• proceso, las partículas sólidas son filtradas.

• Ocurre cuando la presión hidrostática del lodo excede la presión de la formación y el lodo tiene sólidos adecuados para formar un revoque.

• Durante este proceso, las partículas sólidas son filtradas,

• formando un revoque

Filtración - Revoque• Un REVOQUE se forma en la cara del pozo. Muchas veces, el

revoque se forma dentro de la formación, según las características de ésta.

• La composición de este revoque es determinada por los

• SÓLIDOS contenidos en el lodo.

Tipos de pruebas de filtración

• El Instituto Americano del Petróleo (API) estable dos pruebas para filtración estática:

• Prueba de filtración de API (Baja presión, baja temperatura) • Prueba de filtración ATAP (Alta Temperatura, Alta presión)

• PRUEBA DE FILTRACIÓN DE API• El procedimiento de filtración de API es realizada durante 30 minutos a

temperatura ambiente con una presión diferencial de 100 psi a través del papel filtro.

• Las variaciones de temperatura afectan esta prueba; por lo tanto se recomienda realizar esta prueba cada vez a más o menos la misma temperatura.

• En la gama de temperaturas de 70 a 140ºF, el volumen de filtrado aumentará en un 50% o aproximadamente 10% por cada aumento de temperatura de 15º.

• El volumen de filtrado de API es indicado por los centímetros cúbicos (cm3) de filtrado captado después de 30 minutos.

• El espesor del revoque de API que se ha depositado durante la prueba de filtración de API está indicado en 1/32 de pulgada.

Procedimiento de filtración de API• MEDICIÓN API (ESTÁNDAR)

• cc de filtrado captado: (cond. estáticas) @

• - 100 psi

• - 30 minutos

• - temperatura ambiente

• - 7,5 pulg. cuad. de papel Watman nº 50

Prueba ATAP

• La prueba ATAP es realizada durante 30 minutos a 300ºF o a una temperatura equivalente a la temperatura de la formación, con una presión diferencial de 500 psi a través del papel filtro.

• Esta prueba puede ser realizada a temperaturas tan bajas como 200ºF y tan altas como 450ºF. El valor indicado del filtrado ATAP es igual a dos veces (2x) los centímetros cúbicos (cm3) del filtrado captado después de 30 minutos.

• Se debe doblar el volumen de filtrado porque la superficie de filtración de la celda de filtración ATAP es igual a la mitad de la superficie de filtración de la celda de filtrado API.

• El espesor del revoque ATAP depositado durante la prueba de filtración ATAP está indicado en 1/32 pulgada o en milímetros (mm).

PÉRDIDA DE FILTRADO

• MEDICIÓN API – ATAP

• cc de filtrado x 2 (cond. estáticas)

• - 30 minutos

• - 300°F

• - 3,75 pulg. cuad. de papel Watman nº 50

• - 500 psi – Presión Diferencial

• • 600 psi – ARRIBA

• • 100 psi – ABAJO (contrapresión)

•

Teoría de la filtración

• Para que la filtración pueda ocurrir, tres condiciones son necesarias:

• 1. Debe haber un líquido o un fluido líquido/lechada de sólidos.

• 2. Debe haber un medio permeable.• 3. La presión del fluido debe ser más alta que la presión del

medio permeable.• DOS TIPOS DE FILTRACIÓN• La filtración ocurre bajo condiciones tanto dinámicas como

estáticas, durante las operaciones de perforación.• - FILTRACIÓN DINÁMICA – Ocurre cuando el fluido de

perforación está circulando. • - FILTRACIÓN ESTÁTICA – ocurre en otros momentos – durante

las conexiones, los viajes o cuando el fluido no está circulando

Filtración estática

• La filtración estática ocurre bajo condiciones estáticas, es decir en cualquier momento en que el lodo no está circulando. Varios factores controlan la tasa de filtración bajo estas condiciones.

• La ley de Darcy, un modelo clásico de flujo de fluido, ayuda a identificar los factores que afectan la filtración.

• También se puede usar par ilustrar el volumen de filtrado y el espesor del revoque.

Filtración estática Ley de Darcy

La ley de Darcy se aplica al flujo de fluidos a través de materiales permeables (arena, arenisca o revoque). Puede ser usada para establecer la relación entre la tasa de filtración y la permeabilidad, superficie de la sección transversal, presión diferencial, viscosidad del filtrado y espesor del revoque

Ley de Darcy para volumen de filtrado

la ley de Darcy debería ser modificada para determinar el volumen de filtrado VF. La tasa de filtración, q es igual al cambio del volumen de filtrado dividido por la variación de tiempo, dVF/dt.

Factores que Afectan la Filtración • TIEMPO

• DIFERENCIA DE PRESIONES – COMPRESIBILIDAD DEL REVOQUE

• PERMEABILIDAD DEL REVOQUE.

• VISCOSIDAD

• COMPOSICIÓN Y ORIENTACIÓN DE LOS SÓLIDOS.

Filtración Dinámica

• La filtración dinámica es sensiblemente diferente de la filtración estática, muchas veces con tasas de filtración

• considerablemente más altas.

• No existe ninguna correlación directa entre las medidas de filtración estática de API y ATAP y la filtración dinámica.

• La filtración comienza tan pronto como la barrena expone la roca permeable.

• Los revoques dinámicos son más delgados y más sólidos

• que los revoques estáticos.

• Los revoques dinámicos depositados por fluidos floculados son más gruesos pero más cohesivos que los revoques

• depositados por fluidos desfloculados

Aditivos de Control de Pérdida de Filtrado• PARA FLUIDOS DE PERFORACIÓN BASE AGUA• ARCILLAS:• atapulgita, sepiolita y bentonita de sodio. M-I GEL® y M-I GEL SUPREME™ están

compuestos de bentonita de sodio (o montmorillonita de sodio), la cual forma parte del grupo de arcillas esméctitas. La atapulgita (SALT GEL®) y la sepiolita (DUROGEL®)

• POLÍMEROS.• Almidón. MY-LO-JEL™ El almidón de maíz• POLY-SAL™ es un almidón de papa• FLO-TROL® es un almidón modificado• THERMPAC® UL es un aditivo de control de filtración con almidón modificado• Carboximetilcelulosa de Sodio (CMC) es un polímero natural modificado• La Celulosa Polianiónica (PAC)• POLYPAC® es un polímero natural modificado• La celulosa polianiónica POLYPAC SUPREME R es una celulosa polianiónicade

alta calidad• El poliacrilonitrilo de sodio SP-101® es un copolímero acrílico• RESINEX® es un complejo de resina/lignito• THERMEX® es una resina líquida sintética

Aditivos de Control de Pérdida de Filtrado• DILUYENTES QUÍMICOS

• Los diluyentes químicos reducen las tasas de filtración al desflocular las arcillas, aumentar la viscosidad de la fase

• fluida y modificar la distribución de sólidos. QUEBRACHO, TANNATHIN®,XP-20KTM SPERSENE CF® y SPERSENE® son eficaces para desflocular y reducir la pérdida de filtrado.

• FLUIDOS DE PERFORACIÓN BASE ACEITE Y SINTÉTICO

• Líquido de base. El líquido de base aceite o sintético

• Salmuera.

• Emulsificantes.

• Agentes humectantes. Los sólidos (arcillas, sólidos perforados y material densificante)

• Viscosificadores.

ACTIVIDAD NO PRESENCIAL Nº 1

• Instrucciones para el estudiante:• Trabajo grupal: Forma grupos mixto de 3 personas • Entrega del trabajo: en la sesión de la clase, exposición 10 minutos.• Formato de presentación: en hoja de cuadernillo con caratula de acuerdo

a formato ANP• Fecha de presentación: jueves 05/11/2015• Desarrollo: • El estudiante utilizando el recurso de apoyo Control de Filtración Cap 7 del

Manual de Fluido de Perforación API pagina 7.4 al 7.10 realiza lo siguiente:

• 1. Explica los factores que afectan a la tasa de filtración y al revoque:• tiempo • diferencia de presiones – compresibilidad del revoque• permeabilidad del revoque.• viscosidad• composición y orientación de los sólidos.• 2.Realiza cuadro resumen de los factores que afectan a la filtración

tomando en cuenta las características y ecuaciones matemáticas•

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