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TOLA MAYTA LIMBERG

2013

TOLA MAYTA LIMBERG

UMSA ANALISIS

DE RETORTA Facultad De Ingeniera

Ingeniera Petrolera

Sem1/2013 Laboratorio de

fluidos de perforacin

ANALISIS DE RETORTA

NOMBRE DEL ESTUDIANTE:

Tola Mayta Limberg

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TOLA MAYTA LIMBERG

2013

ANALISIS DE RETORTA

1. OBJETIVOS:

OBJETIVO GENERAL

Conocer el funcionamiento y aplicacin del equipo de retorta

OBJETIVO ESPECIFICO

Determinar el contenido en lquidos y slidos de un fluido de perforacin.

2. JUSTIFICACION:

En general el fluido de perforacin es una mezcla compuesta por una fase

continua formada por el lquido y por una fase discontinua formada por slidos y lquidos

en suspensin. La adecuada medicin del contenido de agua, aceite y slidos provee

informacin fundamental para el control de las propiedades del lodo y es esencial para la

evaluacin del equipo de control de slidos.

3. FUNDAMENTO TEORICO:

3.1. CLASIFICACIN DE LOS LODOS DE PERFORACIN

Dentro de la clasificacin de los lodos de perforacin que se usan en la industria petrolera se encuentran los fluidos:

Fluidos de perforacin a base agua.

Fluidos de perforacin a base de petrleo.

Fluidos de perforacin neumticos.

3.2. FLUIDOS DE PERFORACIN A BASE AGUA

Los lodos en base agua consisten en una fase continua de agua en la cual estn suspendidos arcilla y otros slidos (reactivos e inertes). Lo ms usual es agua dulce, se consigue normalmente, es barata y fcil de controlar aunque est con slidos, y es el mejor lquido para evaluar formaciones. El agua salada se usa en perforacin marina dada su fcil accesibilidad. Tambin se usa agua salina saturada para perforar secciones de domos salinos con el fin de estabilizar la formacin y reducir la erosin de las paredes del hueco.

Los slidos reactivos son arcillas comerciales que incorporan arcillas hidratables y shales de las formaciones perforadas, las cuales estn suspendidas en la fase agua. Estos slidos pueden ser enriquecidos aadindoles arcillas, mejorados a travs de tratamientos qumicos o daados por contaminacin.

Los Slidos inertes son slidos qumicamente inactivos, los cuales estn suspendidos en la fase agua. Estos slidos incluyen slidos inertes provenientes de la perforacin (como caliza, dolomita y arena) y slidos para controlar la densidad del

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lodo como barita y galena. Algunos lodos en base agua pueden ser clasificados como lodos inhibidos.

Ventajas:

Mayor facilidad de perforacin cuando se usa agua dulce

Menos caro que los lodos base aceite.

Desventajas:

Dao potencial a la formacin.

Sujeto a la contaminacin.

Afectado adversamente por las altas temperaturas

3.3. FLUIDOS DE PERFORACIN A BASE DE PETRLEO.

Los lodos en base aceite consisten en una fase continua de aceite en la cual estn suspendidos arcilla y otros slidos. En los lodos de emulsin inversa el agua est suspendida en una fase continua de aceite.

Los lodos base aceite son usados en operaciones especiales de perforacin, como perforando en temperaturas extremadamente altas, en formaciones muy sensibles al agua donde no se pueden usar lodos en base agua, y en la penetracin de zonas productivas que podran ser daadas por lodos base agua.

Ventajas:

Minimiza la corrosin de la tubera

Estabilidad en altas temperaturas.

Minimiza el dao a la formacin

Desventajas:

Susceptible a contaminacin con agua, aireamiento y espumamiento.

Inflamable.

Significativamente ms caro que los lodos en base agua.

3.4. FLUIDOS DE PERFORACIN NEUMTICOS.

En situaciones en que los fluidos de perforacin normales no son apropiados, el aire, la espuma, y los lodos aireados son alternativas eficaces. Estos fluidos se pueden usar al perforar las siguientes formaciones:

Formaciones sumamente porosas

Formaciones con presiones subnormales

Formaciones cavernosas

El lodo aireado puede ser prcticamente cualquier lodo base agua al que se le agrega aire. Este tipo de lodo tiene menos presin hidrosttica y menos tendencia a

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fracturar formaciones dbiles. La espuma y los lodos aireados son tiles en situaciones en que no es posible la perforacin con aire y cuando los fluidos de perforacin no son eficientes.

La perforacin con espuma usa espuma como agente de transporte para la remocin de recortes, en lugar de la velocidad del aire. La perforacin con espuma requiere menos volumen que la perforacin con aire y se vale de la fuerza de las burbujas para eliminar los recortes, mientras que la perforacin con aire y rociado fino dependen de tasas de flujo extremadamente altas.

3.5. FLUIDOS DEL POZO

Los fluidos del pozo se dividen en dos grupos principales:

A. Fluidos de perforacin.

B. Fluidos de terminacin.

C. Fluidos de empaque

A. FLUIDOS DE PERFORACION. Se requieren fluidos de perforacin que puedan funcionar satisfactoriamente

bajo alta presin y alta temperatura (P < 690 bares, T

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La utilizacin de los fluidos de empaque en la etapa final de la terminacin del pozo

y el motivo por el cual se disean para ser colocados en los espacios anulares entre

las tuberas de revestimiento y tubera de produccin es, para que estas tuberas se

protejan adecuadamente de los efectos de la corrosin, y que faciliten la recuperacin

de los aparejos de produccin.

Este tipo de fluidos se emplean tambin para mantener una presin hidrosttica en

la parte externa de las tuberas de produccin y as evitar alguna falla por colapso de

las tuberas de revestimiento en algunas reas de presin anormal. Se debe tener una

correcta manipulacin al prepararse en el campo, para evitar introducir agentes

contaminantes por slidos disueltos o slidos en suspensin, los cuales reduciran la

eficiencia de estos productos.

Los fluidos empacantes se pueden preparar en fluidos base-agua y base-aceite.

Los base aceite presentan una mayor estabilidad que los preparados con agua, ya que

los base agua por su naturaleza qumica requieren el empleo de agentes qumicos

especiales como son los inhibidores de corrosin, secuestrantes de gases, as como

algunos bactericidas y viscosificantes y cumplir su funcin como fluido empacante de

manera eficiente.

3.6. RELACIONES

Las propiedades de estos sistemas pueden ser influenciadas por el contenido de

slidos, relaciones de liquido/liquido (relacin petrleo-agua RPA), tipo y concentracin

de emulsificante, as como presin y temperatura de fondo pozo.

3.6.1. RELACIN PETRLEO AGUA (RPA)

Es la relacin existente entre los porcentajes de petrleo y agua que se tienen en

un fluido de perforacin. Es tambin conocida como relacin aceite agua (RAA)

3.6.2. RELACIN SLIDO PETRLEO (RSP)

Es la relacin existente entre el contenido porcentual de los slidos y de aceite

presentes en un fluido de perforacin.

3.6.3. RELACIN SLIDO AGUA (RSA)

Similar al concepto del RSP, es la relacin existente entre el contenido porcentual

de los slidos y de agua en un fluido de perforacin.

3.7. RETORTA

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La retorta se emplea para determinar la cantidad de lquidos y slidos en el fluido de perforacin. Los instrumentos de retorta recomendados son unidades con una capacidad de 10, 20 o 50 cm3, con camisas externas de calentamiento.

EQUIPO DETERMINACION DEL

CONTENIDO DE ARENA

La retorta se emplea para determinar la cantidad de lquidos y slidos en el fluido de perforacin. Los instrumentos de retorta recomendados son unidades con una capacidad de 10, 20 o 50 cm3, con camisas externas de calentamiento.

El fluido se coloca en un contenedor de acero y se calienta hasta que se evaporen los componentes lquidos. Los vapores pasan a travs de un condensador y ser recogen un cilindro graduado.

La retorta provee un medio para la separacin y medicin de los volmenes de agua, aceite y slidos contenidos en una muestra de fluidos de perforacin. Se calienta un volumen conocido de muestra, hasta vaporizacin de los componentes lquidos, los cuales son luego condensados y colectados en una probeta graduada. Los volmenes lquidos se determinan de la lectura de las fases oleosa y acuosa en la probeta graduada. El volumen total de slidos, tanto los suspendidos como los disueltos, se obtiene por diferenciacin del volumen total de muestra versus el volumen final de lquido colectado. Son necesarios clculos para determinar el volumen de los slidos suspendidos, debido a que ningn slido disuelto ser retenido en la retorta.

Las retortas estn calibradas para calentar una muestra entre 930 - 1000F, segn especificaciones API. Cualquier ajuste manual realizado sobre el termostato ser peligroso.

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CARACTERSTICAS DEL EQUIPO,

3.8. PROCEDIMIENTO

3.8.1. PREPARACIN DE LA MUESTRA

Al no tener un lodo emulsionado en laboratorio, se recomienda preparar un lodo que simule una muestra de campo de la siguiente manera:

1. Colocar 50 ml de lodo recientemente agitado en un embudo de separacin de 100 ml.

2. Agregar 10 ml de aceite, diesel o petrleo al embudo y dos gotas de agente humectante.

3. Cerrar el embudo con su tapa y

agitar suavemente.

3.8.2. PRUEBA DEL SOLIDOS Y

LIQUIDOS

1. Sacar la retorta del bloque aislante y destornillar el condensador, utilizando la esptula como destornillador, remover la cmara de lodo de la cmara superior de la retorta.

2. Empacar la cmara superior de la retorta con un rollo de lana de acero fina y agregar lubricante de alta temperatura a las roscas de la cmara de fluido y del condensador.

3. Llenar la copa de fluido y colocar la tapa, permitiendo que el exceso salga por el orificio de la tapa (en este momento es donde se introducen los errores ms frecuentes. Asegurarse de que no quede aire entrampado en

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la cmara. Un volumen exacto de fluido es esencial en esta prueba.

4. Limpiar el exceso de fluido y atornillar la cmara de fluido en la cmara superior

5. Conectar el condensador 6. Colocar la retorta en el bloque aislante y cerrar la tapa aisladora 7. Aadir una gota de agente humectante en el cilindro graduado de 10 ml y

colocarlo debajo del drenaje del condensador. Conectar el cable de la retorta al enchufe de voltaje adecuado.

8. Calentar hasta que la luz piloto se apague (aproximadamente 30 35 minutos).

9. Remueva el recolector de lquidos y permita que se enfre. Lea y registre los volmenes de: 1) volumen de lquido total; 2) volumen de aceite; 3) volumen de agua, luego de que este ha sido enfriado a temperatura ambiente.

10. Desconecte la retorta y permita que se enfre, previo a su limpieza. No use agua fra para tratar de enfriar rpidamente la cmara.

3.8.3. PROCEDIMIENTO, MTODO DE PESAJE

Equipo necesario:

Balanza de lodo.

Balanza analtica con una precisin de 0,01 g.

Se toman cuatro medidas: A. Peso del lodo. B. Peso de la retorta (incluyendo las virutas de acero y el vaso). C. Peso de la retorta con lodo entero. D. Peso de la retorta con los slidos del lodo.

1. Preparar la retorta con las virutas de acero y el vaso de muestra. Determinar el peso en gramos. ste es el valor B.

2. Desmontar la retorta y aadir lodo para llenar el vaso de muestra. No se requiere medir el volumen ni usar la tapa porque los volmenes son calculados durante este procedimiento de pesaje. Pesar la retorta reensamblada. ste es el valor C.

3. Operar la retorta normalmente, captando el destilado (agua y cualquier cantidad de petrleo).

4. Dejar enfriar la retorta y pesar de nuevo el montaje. ste es el valor D. 5. Calcule el porcentaje de slidos de la siguiente manera:

4. CALCULOS

1. Calcular los porcentajes de agua, aceite y slidos.

Sea el volumen total usado para el experimento:

VT=50ML

De ah sale para cada lodo:

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LODO Vagua(ml) Vacite(ml) Vsolidos(ml) Vtotal(ml)

1 39,5 9,5 1 50

2 37 8,2 4,8 50

LODO %agua %acite %solidos

1 79 19 2 100

2 74 16,4 9,6 100

2. Calcular las relaciones RPA, RSP, RSA para el lodo.

LODO RPA RSP RSA

1 0,241 0,105 0,025

2 0,222 0,585 0,130

3. Determinar la gravedad especfica promedio de los slidos mediante un

balance de materia. MEDIANTE LA ECUACION: VO*DO+VA*DA+VS*DS=VT*DT.1 De la ECUACION despejando la densidad de los slidos se tiene la

siguiente ecuacin:

DS =VT DT VA DA VO DO

VS

Sustituyendo valores para cada lodo se tiene:

Considerando una aceite con 42API y un lodo de densidad de 8.8LPG

LODO DS

1 6,389

2 8,651

DE AH CALCULANDO LA GE:

LODO DS GE

1 6,389 0,767

2 8,651 1,039

4. Para lodos de agua dulce se puede leer las cantidades relativas de baritina y bentonita contenidas en los slidos. Usando la siguiente tabla, obtenga el porcentaje en peso de los slidos para cada lodo. Determine el porcentaje en peso comprelos con el balance de materia y con los porcentajes de la tabla

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Gravedad Especfica

de los slidos

Porcentaje en peso de la

baritina

Porcentaje en peso de la

arcilla

2,6 0 100 2,8 18 82 3,0 31 66 3,2 48 52 3,4 60 40 3,6 71 29 3,8 81 19 4,0 89 11

4,3 100 0

Usando al ecuacin de dos puntos se forma la doble identidad:

=% %

% %=% %

% %

Con una GE de 3.298 se obtiene los siguientes datos:

%Ba=53.88 , 5Arcilla=46.12

Se puede decir que existe una leve desviacin de lo real con lo terico, debido a errores

de laboratorio.

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

En la medicin de los volmenes de filtrado, se debe de usar una probeta bien

graduada y que no muestre errores de paralelaje al medir el nivel de liquido

filtrado.

Se debe de tener cuidado con el manejo de los instrumentos que conforman a al

retorta (esto cuando se ha terminado la destilacin, cuando se haya apagado la luz

piloto).

El manejo de la retorta da ndices de los porcentajes reales de slidos y lquidos ,

Se tubo errores en la instalacin de las virutas de hierro , ya que se puso

demasiado lo que ocasiono un mayor tiempo de destilacin.

Se produjo errores en la obtencin de los datos, por la posicin de las virutas de

hierro.lo que ocasiono una la mala destilacin.

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6. CUESTIONARIO

1. Determinar los volmenes que se colectaran de agua, aceite y el volumen de

slidos si se tienen los siguientes porcentajes:

Agua %VW =21. 3%

Aceite %VO = 55. 9%

Slidos %VS = 22. 8%

Si suponemos que se us un equipo (retorta) de una capacidad de 10 ml.

Se puede calcular de la siguiente manera:

Agua VW = 21. 3/100*10ml = 2.13ml

Aceite VO = 55. 9/100*10ml = 5.59ml

Slidos VS = 22. 8/100*10ml = 2.28ml

2. Bajo qu principio fsico trabaja la retorta

Al retorta trabaja bajo el principio de la destilacin , la que se basa en la diferencia de los puntos de ebullicin .

3. Indique otro mtodo para determinar los porcentajes de slidos, agua y aceite

a partir de una muestra de lodo.

Otros mtodos pueden ser mediante las pruebas :

CANTIDAD DE ARENA

MBT

4. Explique la clasificacin de los lodos de perforacin

Los lodos de perforacin se dividen en :

LODOS BASE AGUA

Inhibitorios (inhibicin inica y encapsulantes). No inhibitorios(ligeramente tratados(orgnicos e inorgnicos) y nativos). Slidos mnimos

LODOS BASE E ACEITE

Emulsin Directa Emulsin inversa

LOS ESPECIALES O NEUMTICOS

Gas Aire Espuma o niebla

5. Cul es la diferencia entre una prueba de Retorta para un fluido base agua y uno

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base aceite La diferencia recae en sus puntos de ebullicin de cada uno.

7. BIBLIOGRAFIA

Guia De Fluidos De Perforacion Y Laboratorio

Guia De Laboratorio

Fredy Guarachi Laura

MANUAL DE FLUIDOS DE PERFORACION

Instituto Americano Del Petrleo,Dallas,Texas.