8/16/2019 3 ANEXO FILTRACIÓN

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Rosalvina Guimeráns F Enrique Poleo C

FLUIDOS DE PERFORACIÓN:

FORMULACIÓN Y PREVENCIÓN DE DAÑO

CONSULTORA DE PERFORACIÓN YCONSULTORA DE PERFORACIÓN Y

REHABILITACIÓN DE POZOS C.A.REHABILITACIÓN DE POZOS C.A.

ANEXO 1A

FILTRACIÓN

 Julio 2004

8/16/2019 3 ANEXO FILTRACIÓN

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FLUIDOS DE PERFORACIÓN: FORMULACIÓN Y PREVENCIÓN DE DAÑO JULIO 2004

FILTR CIÓN ESTÁTIC

Suspención

Filtrado

Torta deFiltrado

Medio

Filtrante

SUSPENSIÓN La ecuación de Darcy es válida al estudiar lafiltración bajo las siguientes suposiciones:•Régimen de flujo laminar,•Dirección del fluido perpendicular a la sección

transversal del filtro, y en sentido contrario alcrecimiento de la torta,•Gradiente de presión existente sólo en la direcciónde flujo,•Se desprecia la fuerza impulsora debida a la

hidrostática frente al gradiente de presión aplicado.

Q K DPc=

A m hcQ=flujo de filtraciónA=área del lecho filtranteK=permeabilidad del lechoDPc= diferencial de presiónm=viscosidad del filtradohc=altura del lecho

8/16/2019 3 ANEXO FILTRACIÓN

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FLUIDOS DE PERFORACIÓN: FORMULACIÓN Y PREVENCIÓN DE DAÑO JULIO 2004

REL CIÓN ENTRE VOLUMEN DE FILTR DO Y TIEMPO

El flujo a través de la torta se puede escribir como:dVf  K A Pc

Q = = Vf 

= volumen de filtradodt   µ hc

A un tiempo t de filtración, el volumen de sólidos que seha filtrado equivale al volumen de sólidos en la torta

f sm Vm = f sc hc Af sm = fracción de sólidos en el lodof sc = fracción de sólidos en la tortaVm = Volumen de lodo

Sustituyendo en la ecuación de Darcy e integrandoVf - Vsp= {2K P[(f sc / f sm)-1]}

1/2 A (t/µ

)1/2

Si la viscosidad es constanteV

f = V

sp+ c A (t) 1/2

Vsp = chorro de lodo o “spurt loss”

8/16/2019 3 ANEXO FILTRACIÓN

4/8FLUIDOS DE PERFORACIÓN: FORMULACIÓN Y PREVENCIÓN DE DAÑO JULIO 2004

POROSID D Y SOLIDOSID D

Existen en la torta espacios vacíos no ocupados porlos sólidos que constituyen los poros por dondefluye el líquido a través de la torta

La porosidad de la torta de filtración,ε

, se definecomo la fracción de espacios vacíos presentes en latorta de filtración

(Vc –Vs)ε =

Vc

La solidosidad es el volumen de la torta ocupada porsólidos

εs = 1 – εVc= volumen torta húmeda

Vs= volumen de los sólidos de la torta

8/16/2019 3 ANEXO FILTRACIÓN

5/8FLUIDOS DE PERFORACIÓN: FORMULACIÓN Y PREVENCIÓN DE DAÑO JULIO 2004

COMPRESIBILID D

Una torta es compresible cuando la estructura de ésta sehace más compacta por la acción de la presión decompresión, ya sea porque las partículas sólidas seaproximas más entre sí y/o se deforman.

Durante la compresión la porosidad de la torta disminuyey la resistencia al flujo de líquido a través de ella seincrementa, o lo que es lo mismo su permeabilidaddisminuye.

8/16/2019 3 ANEXO FILTRACIÓN

6/8FLUIDOS DE PERFORACIÓN: FORMULACIÓN Y PREVENCIÓN DE DAÑO JULIO 2004

M TERI L DE PUENTE

La regla para material de puente establece que: El tamaño de los sólidos formadores de puentes debe

ser igual o ligeramente mayor que un tercio del tamañopromedio de los poros de la formación.

La concentración de los sólidos formadores de puentes,debe ser por lo menos el 5% en volumen de los sólidosen la mezcla final de fluido de perforación.

Flujo de lodo Sólidos finosRevoque

Puentes de sólidos

FiltradoFormaciónde crudo

MI Drilling Fluids Co. “Drilling Fluid Engineering Manual”. Houston, Magcobar/IMCO. April, 1991

8/16/2019 3 ANEXO FILTRACIÓN

7/8FLUIDOS DE PERFORACIÓN: FORMULACIÓN Y PREVENCIÓN DE DAÑO JULIO 2004

FILTR CIÓN DINÁMIC

La torta en condicióndinámica llega a unaaltura constantecuando la presión

diferencial no puededetener una partículaen movimiento.

Durante la operaciónde perforación, elrevoque crece hasta

que las fuerzas dearrastre actuandosobre las partículas esigual al diferencial de

presión.

 

Ft

Fn

Fi

Flujo de la suspensión

Filtrado

8/16/2019 3 ANEXO FILTRACIÓN

8/8FLUIDOS DE PERFORACIÓN: FORMULACIÓN Y PREVENCIÓN DE DAÑO JULIO 2004

REFERENCI S

Tiller, F. M. y Yen, C. S. “The Role of Porosity in Filtration. Part XI:Filtration Followed by Expression”. AIChE Journal, Volume 33, Nº 7. July,1987. Pp. 1241 – 1256

WAKEMAN, R. J. “Formation and Structure of Compressible Filter Cakes”.Mathematical Models and Desing Methods in Solid – Liquid Separation.Edited by Rushton. NATO ASI Series. Martinus Nijhoff Publishers. 1985

ROCCARO, V. “Filtración de Lodo Rojo”. Trabajo de Ascenso.Universidad Central de Venezuela. Caracas, 1997

FOUST, Allan S. “Principios de Operaciones Unitarias”. EditorialContinental S. A. de C. V. México, 1984

BOURGOYNE, A., MILHEIM, K., CHENEVERT, M. y YOUNG, F. “AppliedDrilling Engineering”. Edited by Society of Petroleum Engineering. 1991 ISMAIL, Abdul R. “The Effect of Solids Concentration and Formation

Characteristics on Formation Damage and Permeability Recovery”.Society of Petroleum Engineers, SPE 28762. Regional Growth, MeetingThe Challenge. Asia Pacific Oil & Gas Conference. Melbourne - Australia,1994

ABRAMS, A. “Mud Desing to Minimize Rock Impairment due to ParticleInvasion”. Journal of Petroleum Technology. Volume 29, Nº 4-6. April,1977