DETERMINACIÓN DE FILTRADO Y REVOQUE.doc

8/10/2019 DETERMINACIN DE FILTRADO Y REVOQUE.doc

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Determinacin de Filtrado y Revoque Univ. Clavijo IturriJorge Luis

DETERMINACIN DE FILTRADO Y REVOQUE

1. Objetivo

Medir el volumen de fltrado y la costra de lodo de un uido de!er"oracin usando el m#todo de fltrado $%I.

2. Fund!ento Te"#i$o

&n un !rinci!io' vamos a defnir los t#rminos m(s im!ortantes que sede)en conocer !ara este tema' !ara luego tener un mejor entendimientodel e*!erimento que se va a tratar.

2.1 Fun$ione% de& F&uido de 'e#(o#$i"n

Como "unciones es!eciales del uido de !er"oracin tenemos lassiguientes+

Control de las !resiones del su)suelo. Levantar los recortes de "ormacin a su!erfcie. ,us!ender los recortes de "ormacin cuando se detiene la

circulacin. &n"riar y lu)ricar el tre!ano. Formar una ca!a im!ermea)le en la !ared del !o-o. &vitar la corrosin de la erramienta. $livianar el !eso de la sarta y casing. Facilitar la cementacin y com!letacin del !o-o.

$segurar la m(*ima in"ormacin de la "ormacin a trav#s deregistros de !o-o. Minimi-ar el im!acto al medio am)iente.

&n nuestro caso aremos #n"asis en una "uncin muy im!ortante' la cuales la de "ormar una ca!a fna y delgada en las !aredes del !o-o.

2.2 Revo)ue *C+e,

/ 0 /


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Es una parte del lodo, que impulsado por la bomba circula por el espacio anularcomprendido entre la pared del varillaje y la de la perforacin, se filtra a travs de

sta, depositando en la misma partculas coloidales que forman una costra (cake).

Esta costra proporciona una cierta cohesin a las formaciones en contacto con laperforacin ayudando a sostener sus paredes al mismo tiempo que lasimpermeabiliza, dificultando el paso del lodo hacia los acuferos. Es por ello que unbuen lodo debe permitir la formacin de esta costra.

or tanto, la costra debe ser resistente e impermeable. !esistente para que no seaf"cilmente erosionable por el roce de la sarta o columna de perforacin, eimpermeable para que su espesor se manten#a dentro de estrechos lmites,compatibles con el mantenimiento del di"metro de la perforacin. Esto no ocurrirasi el a#ua libre del lodo se filtrase continuamente a travs de la costra, aumentandoel espesor de sta con el depsito continuo de partculas coloidales.

$a capacidad de construir el %ca&e% de un lodo depende del a#ua libre de ste, ascomo de la permeabilidad de las paredes del sondeo. ara estimar estascapacidades se utiliza un filtro'prensa normalizado, hacindose pasar el lododurante minutos, con la prensa tarada a una presin m"*ima de + cm-.n lodo

de perforacin de buenas caractersticas, no debe dejar pasar m"s de - cm defiltrado, formando un ca&e de espesor comprendido entre / y 0 mm.

2.- F&o$u&$i"n De/o$u&$i"n/ 1 /

Fig.0 U)icacin del Revoque de Filtro o Filter Ca2e


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La oculacin de una sus!ensin de arcilla' es el !roceso !or el cual las

!art3culas se atraen entre si y "orman agregados !ermanentes. $lgunosautores defnen la oculacin como la "ormacin de culos' !ero demanera t#cnica se defne como la "ormacin de agregados !ermanentes'que es la unin de varias !art3culas !eque4as' que se van agrandandocada ve- mas.

&l !roceso o!uesto es la deoculacin y consiste en la dis!ersin esta)lede las !art3culas de arcilla en un estado de su)divisin. Las )entonitastienen su origen en las caolinitas y las montmorrillonitas. Las originarias o"a)ricadas a !artir de las caolinitas no se sus!enden y no se su)dividen enel agua "ormando agregados' culos' entonces' las caolinitas son de

menos calidad que las montmorrillonitas de)ido a que la oculacin no esconveniente !ara el uido de !er"oracin !orque esta tiene que llegar asu)dividirse asta la !art3cula mas elemental.

,i se nos !resenta )entonita !roveniente de una caolinita' !ara evitar la"ormacin de estos culos se utili-an deoculantes' y con un mayortra)ajo de )atido' me-clado del lodo' las !art3culas !ueden su)dividirse.

Los culos iniciales se acen mas grandecitos' estos constituyen slidosque !ara nosotros son indesea)les' y ay que se!ararlos mediantese!aradores mec(nicos 5-arandas' desanders' desilters6' si estos culosson !eque4os' !odemos !rovocar una oculacin !ara acerlos masgrandes y "acilitar la se!aracin en los se!aradores mec(nicos.

La oculacin !uede e"ectuarse de varias maneras+

1. Reduciendo el !otencial de las !art3culas en sus!ensin' lo que!uede conseguirse agregando un electrolito de cationes!olivalentes' tales como el calcio' magnesio' aluminio. Los cationes

son "uertemente a)sor)ido !or el com!lejo de arcilla coloidal y suscargas !ositivas sirven !ara neutrali-ar las cargas negativasdisminuyendo las "uer-as de re!ulsin y !rolongando la oculacin.

2. $gregando un electrolito en e*ceso' una "uerte concentracin de7aCl !roduce un gran e*ceso de iones de sodio en la solucin'disminuyendo la disolucin de arcilla de)ido al e"ecto del incom8n.

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-. &levando la tem!eratura !roduce un incremento irreversi)le en la

viscosidad y este !unto es im!ortante !ara el control de lodos agrandes !ro"undidades.

2.0 Fi&t#do

%odemos defnir al fltrado' como la cantidad de uido que invade la"ormacin !or accin de la !resin de la columna del lodo.

La fltracin ocurre cuando una "ormacin !ermea)le es e*!uesta al lodode !er"oracin' a una !resin mayor a la !resin de "ormacin. La !resincausa que el fltrado uya a trav#s de la roca y de!osite los slidos dellodo en la !ared del !o-o' "ormando as3 un revoque.

La fltracin se !resenta generalmente seg8n las condiciones decirculacin como+

/ : /

Fig. 1 %ol3mero Floculante


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, Fi&t#$i"n Din!i$

La fltracin din(mica se !resenta cuando el uido de !er"oracin est(circulando !or el !o-o. &sta fltracin comien-a cuando el tr#!ano e*!oneuna "ormacin !ermea)le. Un so)re )alance de la !resin idrost(ticacausar( el ujo inmediato del fltrado dentro de la "ormacin a unavelocidad elevada. $ medida que la fltracin contin8a' los slidos m(sgrandes del lodo sellan las "ormaciones !orosas y un revoque em!ie-a a"ormarse )ajo condiciones din(micas.

Los revoques din(micos son mas delgados y m(s slidos que los revoquesest(ticos.

b, Fi&t#$i"n E%tti$

La fltracin est(tica se !resenta cuando el uido de !er"oracin seencuentra en re!oso. &sta fltracin ocurre en cualquier momento en queel lodo no est( en circulacin de)ido a una manio)ra en su!erfcie' cam)iode erramienta' etc.

Un caso muy im!ortante es el que se tiene con el revoque' ya que #steincrementa su es!esor con un alto contenido de slidos en el lodo yde!endiendo de la calidad de estos slidos la !ermea)ilidad del revoque!uede tam)i#n ser )aja.

2. F$to#e% )ue (e$tn & Fi&t#$i"n

'#e%i"n

,i el medio fltrante es constante' la cantidad de fltrado var3a con la ra3-cuadrada de la !resin. ,i el lodo tiene una cantidad de material coloidaladecuado' entonces con el 0;;< del aumento de !resin la !#rdida deuido 5fltrado6 no aumentar( en m(s del 0;


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2.4 Deno!in$ione% 3o# 5$6&u!be#7e#

, Fi&te# C+e *Revoque de Filtro,&s el residuo de!ositado so)re un entorno !ermea)le como una lecada'cuando se ace circular el uido durante la !er"oracin' #ste es "or-adocontra el medio !ermea)le )ajo una !resin. Las !ro!iedades del revoque'como su grosor' la "uer-a' el estado res)aloso y !ermea)ilidad sonim!ortantes !orque el revoque que se "orma so)re -onas !ermea)les!uede causar atascamiento del tu)o y otros !ro)lemas durante la!er"oracin. La !roduccin reducida de !etrleo y gas !uede resultar enun !ro)lema' de)ido a que se tiene un revoque de fltro de mala calidad'el cual admite la invasin de fltrado a la "ormacin !roductora.

Una descri!cin su)jetiva de un revoque de fltro' en es!ecial su "uer-a'estado res)aloso y severidad' es reali-ado !or un ingeniero de lodos' elcual ace estas o)servaciones' que son anotados so)re el in"orme de lodoal mismo tiem!o que el volumen de fltrado y el grosor de revoque. Con lae*!eriencia creciente' las o)servaciones del ingeniero !ueden !onersesu)jetivas

b, Fi&t#te *Filtrado,

L3quido que !asa so)re el revoque de fltro de una lecada sujetada contrael medio !ermea)le' conducido !or la !resin di"erencial. La fltracindin(mica o est(tica !uede causar un fltrado.

$, Fi&t#te Vo&u!e *Volumen de Filtrado,

&l volumen de fltrado de lodo es medido mediante !rue)as de fltracinest(ticas des!u#s de 9; minutos en $%I. &l volumen y el grosor delrevoque son los dos !untos de datos en la !rue)a.

d, 5tti$ Fi&t#tion *Filtracin Esttica,

%roceso de fltracin en el que el lodo de !er"oracin se encuentra sin uir!or tal ra-n el uido uye a trav#s del revoque. De tal modo que elrevoque de fltro se ace m(s grueso cuando la fltracin contin8a. Bajo lascondiciones est(ticas' ninguna erosin de revoque ocurre. &n teor3a' elvolumen de fltrado aumenta como la ra3- cuadrada del tiem!otranscurrido.

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e, Dn!i$ Fi&t#tion *Filtracin Dinmica,

%roceso de fltracin en el que el lodo de !er"oracin se encuentrauyendo !or tal ra-n tam)i#n e*iste ujo del uido a trav#s del revoque'a la ve- el revoque es erosionado simult(neamente y de!ositado. La ratade erosin de!ende de la rata de ci-allamiento del uido en la cara delrevoque. ,i la rata de ci-allamiento se queda constante' el grosor delrevoque y la rata de fltracin llegan a estado regular' generalmente encuestin de oras. Cuando las condiciones cam)ien' un nuevo estadoregular ser( esta)lecido.

2.8 Fi&t#$i"n A'I

$a propiedad de filtracin o formacin de paredes de un lodo es determinada con unfiltro prensa. $a prueba consiste en determinar la velocidad a la cual se fuerza unfluido a travs del papel filtro. $a prueba es realizada bajo las condiciones de tiempo,temperatura y presin especificadas. 1espus de la prueba se mide el espesor delrevoque slido que se ha asentado.

El filtro prensa usado debera cumplir con las especificaciones indicadas en lar"ctica !ecomendada de 23 y la prueba debera ser realizada de la manerarecomendada. $a prueba de filtrado 23 es realizada a la temperatura superficial y auna presin de 4 psi, y los resultados se re#istran como n5mero de mililitrosperdidos en minutos.

-. Mnteni!iento de& E)ui3o

-.1 Fi&t#o '#en%

El filtro prensa media "rea, o mini prensa, consiste de un re#ulador de baja presinmodificado, con un ensamble de presurizacin con un bulbo de 67- y una celda defiltracin. n separador de diafra#ma de #oma contiene el fluido y lo separa del #asde presurizacin. Esto permite que la unidad opere invertida, lo cual impide el efecto

de sedimentacin de las partculas sobre el medio filtrante previo a la presurizacin.El borde superior del separador act5a como un sello para proveer un sellado al papelde filtro y al final de la tapa.

2s como su nombre lo indica, el "rea de filtracin es slo la mitad del "rea standard23, +.4 8 .4 pl#- (9/0 8 : mm-), de tal forma que todo el volumen filtrado deber"multiplicarse por - para mantener los standards de an"lisis de filtracin a bajapresin. $o compacto de la mini prensa permite que sea f"cil de acarrear en todoslos &its de campo y provee un medio se#uro para determinacin del filtrado ycaractersticas de revoque de los fluidos de perforacin.

/ /


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3.1.1 Equipamiento del Filtro Prensa

O-ring para vlvula de purga

C-ring para vlvula de purga

E-ring para tapa de base

Separador de muestra, goma

Castillete de la tapa, resorte (0799-11!"

Centrali#ador (07$$-00$" %uerca del dia&ragma (1'09-000"

Sello para asentar el ensamble (1'0-00)"

*randela de &ricci+n (1'0-00$$9"

%apa de celda

alla de retenci+n con tubo para &iltrado

Consola acuada

.ared de consola

/ouilla (070-000!"

/ot+n del resorte (070)-001!"

/ /

Fig. 9 Filtro %rensa


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.rensa estopa o empauetadura (070-000$"

.lato dia&ragma (07$!-000'"

%ornillo %, para modelos vieos (07!0-001)" 2esorte de auste, para modelos vieos (07)1-00!"

3lvula de resorte (07)-000$"

Ensamble del asiento (07'0-0010"

Ensamble del dia&ragma (07$0-00'"

*nillo desli#ante (070!-000'"

/olilla, 4 plg acero ino5idable

an+metro, 00 psi, cone5i+n posterior

Ensamble O6 para cabe#a de punci+n para cpsula de CO O-ring para el ensamble O6 para cabe#a de punci+n

O-ring para el soporte O6 del pico de punci+n Cilindro para el ensamble O6 de la cabe#a de punci+n

Ori&icio para insertar el tornillo %

.robeta graduada, 10 ml 5 810 ml

.apel de &iltro, plg, 1008caa

alla, )0 mes:, plg de dimetro

3.1.2 Filtros Prensa para Alta Presin y Alta Temperatura (ATAP)

a) Filtro Prensa de ATAP de Estilo MB (API II)

El instrumento se compone de una envuelta e*terior calefactora con termostato, unconjunto de platillo para la celda, el conjunto primario de presin y el receptor decontrapresin. $a capacidad de la celda de lodo es de 4: ml con una superficie defiltro de ,/ pul#.-. El recibidor de filtrado tiene una capacidad de 4/ ml, y se puedeusar un tubo de vidrio para una contrapresin de hasta 4 psi.

;i se usa una contrapresin mayor, el tubo de vidrio debe ser reemplazado por untubo de acero ino*idable.

;e puede realizar una prueba de rutina a


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) Filtro Prensa de ATAP de Estilo API I (!"sta#o $ue%o de Punta A&usada)

$a prueba est"ndar de filtrado 2>2 se realiza a una temperatura de


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3.1.3 Mnteni!iento de& Fi&t#o 3#en%

@ratar de que el !a!el fltro y la malla se encuentren lim!ias' con elfn de no tener !ro)lemas en el fltrado.

Colocar una cantidad adecuada de arandelas en sus res!ectivoslugares' con el fn de tener seguro y sin "ugas el equi!o.

$l sujetar la ta!a y la celda con el tornillo' acerlo de tal modo de noa!retarlo tanto' ya que esto tendr3a com!licaciones aldesentornillarlo' !or las altas !resiones que se van a tener al fnaldel e*!erimento.

$)rir la v(lvula de seguridad' y des!u#s la v(lvula reguladora concuidado' ya que no se quiere tener una alta !resin en el equi!ocuando el gas este circulando.

$l terminar el e*!erimento' cerrar la v(lvula de seguridad y

desentornillar el equi!o con cuidado' si es lento mejor !ara no teneruna "uga re!entina.

Lim!iar el equi!o con agua' si es que este se a mancado con lodo'y lavar la celda !ara un !r*imo e*!erimento.

0. Mte#i&e%9 E)ui3o% e In%t#u!ento%

Filtro %rensa Botelln de gas com!rimido' con sus res!ectivas v(lvulas y

manmetros. Batidora &m)ases !ara el agitado y conservacin del lodo Lodo Bentonitico de o .9 5L%E6 de densidad %ro)eta graduada $randelas

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Fig. = Filtro %rensa de estilo $%I I 5>(stago ueco de %unta $usada,


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%a!el fltro

. '#o$edi!iento E:3e#i!ent&

4. Dto% to!do% en Lbo#to#io

Como datos o)tenidos en la)oratorio' tenemos+

N .segTiempo

mlFiltradodeVolumen

1Lodo 2Lodo

/ 09 /

$segure el conjunto armado enel so!orte y ajustar con el

tornillo de seguridad

$)ra la v(lvula deseguridad del )otelln yregular la !resin a 0;;

= G%siH' y verifcar siay "uga

Inicio

$rme el equi!o de Filtro%rensa' y llenar la celda con

lodo agitado asta 0 GcmH del

)orde su!erior' y colocar!ro)eta de 1= GmlH de)ajo del

tu)o de descarga

Fin

Cronometrar el tiem!o desde esemomento asta ?.= Gmin.H' medir

vol8menes cada 9; Gseg.H

Des!u#s de ese tiem!o cerrar!aulatinamente la v(lvula de seguridad'

mida el volumen fnal' desajustar elequi!o' lavar el !a!el fltro con el revoquey mida el es!esor del revoque con vernier

Fin

,i

7o


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1 $0 ;' 1;'

2 )0 $;0 1;

3 90 $; ;'

4 10 $; ;

5 1!0 '; $;

6 10 ';) $;)

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9 70 !;7 ';)

10 $00 );1 ';

11 $$0 );' !;

12 $)0 );7 !;'

13 $90 7;0 !;

14 '0 7;$ );0

15 '!0 7;) );

Total 7.5 min.! 7.6 6.2

@a)la 7 0

1Lodo 2Lodo

mm"spesor ; ;')

L#$%ensidad 9 9;

@a)la 7 1

8. C&$u&o% ;#


15/21


1

21F2F

t

tVV

!erando' se tiene+

Lodo 2

@enemos como ecuacin+

1

21F2F

t

tVV

!erando' se tiene+

;#


16/21


Er(fca 7 0

Lodo 2

Er(fca 7 1

Lodo 1

/ 0A /


17/21


Er(fca 7 9

Lodo 2

Er(fca 7 :

@. Con$&u%ione%

/ 0? /


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emos concluido' que a !artir de las gr(fcas reali-adas' el

e*!erimento sali como lo es!er()amos' es decir la tendencia delos !untos de las gr(fcas se a!ro*iman a la verdadera tendenciade !untos que !resenta las gr(fcas tericas' tenemos querecalcar que las gr(fcas o)tenidas no son similares !ero seasemejan un !oco.

&s muy im!ortante concluir que es de vital im!ortancia el )uenmantenimiento de cada com!onente que se a usado' enes!ecial las !artes mviles del fltro !rensa' como ser lasarandelas' !a!el fltro' malla' etc.' a la ve- manejar con mucacautela el )otelln de gas com!rimido' ya que #ste es el que nos

!ro!orciona la !resin que necesitamos !ara determinar nuestrasres!ectivas varia)les.

Finalmente concluimos que es muy im!ortancia tener muy enclaro los conce!tos ya esta)lecidos !or la gu3a u otro medio dere"erencia' !ara el mejor tra)ajo en la)oratorio.

. Cue%tion#io

.1BCundo o$u##e &


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2VV

5.7

30VV

1F2F

1F2F

&l tiem!o de la !rue)a de fltracin de $%I es 9; minutos.

.-De%$#ib &o% ditivo% u%do% 3# e& $ont#o& de


20/21


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que el !etrleo es mas viscoso y se le es mas difcultoso introducirse en"ormaciones !ermea)les' !ero el agua contenida en este lodo se va a

fltrar mas "(cil en ese ti!o de "ormacin.

1=. ib&io7#(>

Gua del Laboratorio Determinacin de Filtrado y Revoque - Univ.Fredy Guarachi

www.lb.com www.o!te.com

.ruebas < edidas /sicas para los 6luidos de .er&oraci+n - /r; =es>s

*lberto endo#a C+rdoba;

/ 10 /
http://www.slb.com/http://www.ofite.com/http://www.slb.com/http://www.ofite.com/

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