REPORTE 5

Unidad: Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos

Edición Fecha de Edición No. 1 AGO/2015

Departamento: Ingeniería Petrolera

Materia: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS PETROLEROS

REPORTE DE PRATICA, No.5

MATERIA: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

PETROLEROS.

CARRERA: INGENIERÍA PETROLERA.

CLAVE DE LA ASIGNATURA: PED-1024

SATCA: 2 – 3 – 5

SEMESTRE: QUINTO.

ING. KARINA SASTRÉ ANTONIO

ELABORADO POR:

1. IZQUIERDO MORALES ARANTXA 13081465

2. TOSCANO ALVAREZ FRIDA MARISA 13081555

3. TRUJILLO PEÑA MELISSA MAYLETT 13081556

Coatzacoalcos Ver, Nobiembre del 2015

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Practica No. 5.

Nombre de la práctica: Alcalinidad Pf y M f de los fluidos de perforación base agua.

1. Competencia específica a desarrollar.

Conocer y realizar los análisis químicos necesarios para determinar la alcalinidad

y/o contaminantes en los fluidos de perforación con base agua

2. Introducción.

Los fluidos de perforación son lechadas que se componen de una fase líquida y partículas

sólidas. 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.

La Reología es una disciplina científica que se dedica al estudio de la deformación

y flujo de la materia o, más precisamente, de los fluidos.

Y se clasifica en: fluido newtoniano y no newtoniano

La reología es una parte de la mecánica de medios continuos.

Las propiedades mecánicas estudiadas por la reología se pueden medir mediante

reómetros, aparatos que permiten someter al material a diferentes tipos de

deformaciones controladas y medir los esfuerzos o viceversa. Algunas de las

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propiedades reológicas más importantes son:

Viscosidad aparente (relación entre esfuerzo de corte y velocidad de corte)

Coeficientes de esfuerzos normales

Viscosidad compleja (respuesta ante esfuerzos de corte oscilatorio)

Módulo de almacenamiento y módulo de pérdidas (comportamiento

viscoelástico lineal)

Funciones complejas de viscoelasticidad no lineal

La reología permite identificar:

Fluidez

Estructura

Punto de gel

Peso molecular

3. Materiales, Equipos y Reactivos. MATERIAL EQUIPOS REACTIVOS 1 Tiras medidoras de pH 1 Equipo medidor de pH Agua destilada1 Vaso de ppdo 250 ml 1 Balanza granataria 250 gr Barita1 Agitador de vidrio 250 gr Cal1 Vidrio de reloj 250 gr Cemento4 Espátula 250 gr Bentonita1 Matraz Erlenmeyer 150

ml500 ml Ac. Sulfúrico o

Nítrico 0.02N o 0.1N

1 Pipeta graduada 1 ml 1 Pipeta graduada 10ml

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1 Jeringa de 5 ml

4. Observaciones En la práctica bajo una serie de pasos se realizó un experimento para conocer que

sucede cuando un lodo de perforación se contamina en este caso en 30gr de Barita con la cual se hizo una mezcla de barita con 70ml de agua esta se contamino con la solución de cal teniendo un pH de 13 dando como resultado alcalino.

Como siguiente pasos de le fue agregando ácido sulfúrico gotas de 0.1 mililitros para que pueda ir cambiando de color en cada gota fue cambiando el color, con un color inicial de rosa en la primera gota se puso de color rojo, la segunda de color naranja, la tercera gota no hubo cambio, en la cuarta, quinta hasta la octava gota no hubo cambios. Por lo tanto con las tiras medidoras se verifico que diera 4.3 de pH.

Toma de medias del reactivo Materiales y equipo utilizado en la práctica.

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Realización del lodo pipeteo después de que el lodo ya se haya asentado para medir 1ml

Ilustración 1 Medida del pH del lodo Tira de pH el cual tiene 13 es alcalino

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Se mide el ácido Se le agregas gotas de ácido y se agita hasta que el color rosca desaparezca

En la primera gota se toro color rojo. En la segunda gota fue anaranjado, la tercera a la octava conservo el color anaranjado

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Muestra ALCALINIDAD DE FENOLFTALEÍNA (ml de ácido)

pH

BARITA

Muestra ALCALINIDAD DE ANAR. DE METILO (ml de ácido)

pH

BARITA

5. ConclusiónEn el campo es necesario determinar algunas propiedades importantes del lodo a

utilizar, puesto que el no conservar sus características puede afectar a la perforación del pozo, para esto existen algunos cálculos sencillos y el considerar ciertas actividades sencillas que se pueden realizar por el personal que se encuentre en el equipo.

Los modelos reológicos son una relación matemática que nos permite caracterizar la naturaleza reológica de un fluido, estudiando la deformación dada a una tasa de corte específica.

La reología permite analizar la hidráulica en la perforación rotatoria.

6. Cuestionario

1) ¿Cuáles son las funciones de un fluido de perforación? Explique cada punto.

El propósito fundamental del fluido de perforación es ayudar a hacer rápida y

segura la perforación del pozo. Las principales funciones de los fluidos de

perforación incluyen suministrar la presión hidrostática para evitar que los fluidos de

las formaciones entren al recinto del pozo; mantener la barrena fría y limpia durante

la perforación; acarrear el ripio (cortes de perforación) y mantenerlo en suspensión

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cuando se detiene la operación y cuando el conjunto de perforación se mete y saca

del pozo. El fluido de perforación usado en una tarea particular se escoge para evitar

daños a la formación productora y limitar la corrosión, las funciones más comunes

del fluido de perforación son las siguientes:

1. Retirar los recortes del pozo.

2. Controlar las presiones de la formación.

3. Suspender y descargar los recortes.

4. Obturar las formaciones permeables.

5. Mantener la estabilidad del agujero.

6. Minimizar los daños al yacimiento.

7. Enfriar, lubricar y apoyar la barrena y el conjunto de perforación.

8. Transmitir la energía hidráulica a las herramientas y a la barrena.

9. Asegurar una evaluación adecuada de la formación.

10. Controlar la corrosión.

11. Facilitar la cementación y la completación.

12. Minimizar el impacto al ambiente.

2) ¿Cuáles son los tipos de lodos que se utilizan en la perforación de pozos? Describalos.

Existen muchos tipos de lodos de perforación, tanto de base agua como de base

aceite (diesel): niebla, espuma, aireado, bentonítico, fosfático, cálcico, polimérico,

salados, lodos CLS, CLS emulsionados y lodos de emulsión inversa. (Los fluidos se

programan de acuerdo a las características de las rocas a perforar).

Lodo Niebla: aire seco con pequeñas cantidades de agua y espuma.

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Lodo Espuma: agua y emulsionantes espumosos con corriente de aire.

Lodo Aireado: aire y mezcla gelatinosa.

Lodo Bentonítico: agua y bentonita, utilizados normalmente en pozos

someros, en áreas no problemáticas o en la parte superior de los pozos

profundos.

Lodo Fosfático: lodo bentonítico tratado con fosfato (dispersantes) para reducir

la viscosidad de los lodos bentoníticos contaminados con sólidos de la

formación o cemento, utilizándose en la parte superior de los pozos.

Lodo Cálcico: lodo bentonítico utilizado en zonas de yeso, anhidrita o flujos de

agua salada. Estos lodos difieren de los otros lodos base agua en que las

arcillas sódicas (bentonita) se convierten en arcillas cálcicas a través de la

adición de cal-yeso y lignosulfatos.

Lodo de Polímeros: lodo elaborado mediante la adición de bentonita con

polímeros floculantes. Son bajos en el contenido de sólidos, más estables a

las altas temperaturas y pueden ser densificados a cualquier valor.

Lodo Salado: lodo bentonítico con adición de agua salada y barita. Este tipo

de lodo se usa para perforar domos salinos, zonas de flujo de agua salada,

secciones de anhidrita, yeso y lutitas deleznables. (Referencia Manual de

registro de hidrocarburos de Rotenco)

Lodos CLS: lodo base agua tratado con cromolignitos y lignosulfatos. Estos

lodos son más resistentes a la contaminación por calcio o a un aumento en los

cloruros. Se pueden usar estos lodos con densidades elevadas y a

temperatura de hasta 200 ºC. Los lignitos 11 son efectivos para controlar el

filtrado mientras que los lignosulfatos son adelgazantes más efectivos.

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Lodos CLS Emulsionado: de las mismas características que el tipo de lodo

anterior más una cantidad de diesel no mayor del 10%.

Lodos de Emulsión Inversa: están constituidos esencialmente de cinco

componentes básicos: agua como fase dispersa, aceite (usualmente diesel)

como fase continúa, emulsionantes, estabilizadores y material densificante.

3) Explique cada una de las propiedades del lodo de perforación. Densidad:

Se define como la relación de masa dividida por unidad de volumen. Su función

es el mantener a los fluidos contenidos dentro del agujero en el yacimiento durante

la perforación, manteniendo de este modo la presión requerida que ejercen las

paredes del agujero. Las unidades comunes de densidad son las libras por galón

(lb/gal), libras por pie cúbico (lb/ft3 ), kilogramos por centímetro cúbico (kg/cm3 ) y

gramos por centímetro cúbico (gr/cm3 ); siendo esta última la más utilizada en el

campo.

Viscosidad: Es una medida de resistencia interna que presenta un fluido al

desplazarse en función directa a la presión y temperatura del yacimiento.

Viscosidad Plástica: Es la parte de la resistencia del fluido en movimiento

causada por fricción mecánica.

Viscosidad Aparente: Se define como la medición en centipoises (cps) que un

fluido Newtoniano debe tener en un viscosímetro rotacional a una velocidad de

corte previamente establecida, con los efectos simultáneos de todas las

propiedades de flujo.

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Gelatinización: Es una medida del esfuerzo de ruptura o resistencia de la

consistencia del gel formado que muestra la fuerza de la floculación del lodo bajo

condiciones estáticas.

Punto cedente: Es la resistencia que presenta el lodo a fluir a causa de las

fuerzas electroquímicas de atracción entre las partículas sólidas.

Filtrado: También conocido como pérdida de agua, es la cantidad de agua

proveniente del lodo que se filtra hacia la formación en las formaciones

permeables, y que debe mantenerse lo más bajo posible para tener una buena

estabilidad del agujero y evitar daños a la formación.

4) Mencione y explique las determinaciones químicas que se le realizan a los lodos de perforación.

ANALISIS QUIMICO: TITULACIONES DEL LODO Y DEL FILTRADO:

Se utiliza solución estándar para determinar la cantidad de alguna sustancia

disuelta en otra.

INDICADOR:

Las concentraciones de las sustancias disueltas en titulaciones ACIDO – BASE

se determina por el cambio de color al final de la reacción.

ANALISIS QUIMICO: ALCALINIDAD:

El procedimiento involucra el uso de una pequeña muestra agregando un

indicador de fenol ftaleínas, y titulando con ácido hasta que el color cambia.

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El número de ml de ácido por ml de muestra para el cambio de color e reporta

como la alcalinidad.

Pm: Alcalinidad del Lodo

Pf: Alcalinidad del Filtrado

INDICADOR:

Las concentraciones de las sustancias disueltas en titulaciones ACIDO – BASE

se determina por el cambio de color al final de la reacción.

ANALISIS QUIMICO: CONTENIDO DE CLORUROS:

La cantidad de cloruros de lodo es una medida del contenido total de sal del

fluido. El procedimiento involucra una muestra de filtrado, indicador de cromato de

potasio, y una solución de nitrato de plata. Las titulaciones del método de Morh, el

contenido de arena se calcula a partir de:

Cl = ml de nitrato de plata x 1000

ml de muestra de filtrado

ANALISIS QUIMICO:

CAPACIDAD AL MBT = Contenido de Arcilla en el lodo en Lbs/bbl

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CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATIONES:

Se utiliza una solución azul de metileno, los sólidos en suspensión absorberán

la solución azul de metileno.

Se colocan gotas de solución en un papel filtro.

Se llega al punto final cuando aparece un tinte en forma de anillo azul alrededor

de los sólidos sobre el papel filtro, la capacidad azul metileno es:

ml de azul metileno

ml de muestra de lodo

El contenido de Bentonita (ppb) = 5 x capacidad de azul metileno.

5) ¿Qué tratamientos reciben los lodos de perforación para eliminar el posible impacto al medio ambiente?

El lodo de perforacion es un liquido que contiene propiedades reologicas controladas,

que circula por l sarat del taladro , en bajada a traves de la broca y vuelve a subir por

el espacio anular a la superficie. Su funcion primordial es de acarrear ripios de

perforacion a las superficie, aunque tambien sirve para un numero de otras

funciones. En la superficie los ripios se separan con la sacudidora de arcilla

esquisosa, una combinacion de trampas de arena, desarenadoras, centrifugas y

lipiadores de arena. El lodo se reacondiciona y se vuelve a usar. Luego que elpozo

esta terminado, el inventario de barro se arroja al sumidero o a ala fosa de reserva.

El fluido que se utuliza para formas el lodo de perforacon puede ser agua dulce, agua

salada o aceite.

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A los fluidos se le agregan subtasncias quimicas en cantidades determinadas para

mantener las propiedades definidas en el programas del lodo. Las susbtancias

quimicas mas comunes son bentonita. Soda caustica, sales variadas

promordialmente cloruro de sodio, clouror de calcio y cloruroo de potasio y

numerosos polimeros organicos. Estos productos quimicos pueden reacionas al

mezclarse con otros producctos en las fomaciones que se estan perforando y por lo

tanto pueden formas compuetos adicionales.

Al finalizar el pozo este inventario es generalmente arrojado al sumidero para su

eliminacion subsiguiente.

7. Referencias bibliográficas. Manual de introducción a los Fluidos de perforación. Diseñado por la

empresa de la schlumberger:

http://www.scribd.com/doc/7904106/Introduccion-a-Fluidos-de Perforación-Lab-Oratorio

McCain, William D. "Properties of Petroleum Fluids". 2nd Edition.

Jiménez Mejía, José Fernando and Agudelo Durango, Walter Mario. Reología de Fluidos Newtonianos y No Newtonianos. 1996.

Chemistry and Chemical Reactivity, recuperado de:https://books.google.com.mx

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https://books.google.com.mx/

http://www.scribd.com/doc/7904106/Introduccion-a-Fluidos-de%20Perforacion-Lab-Oratorio%20

http://www.scribd.com/doc/7904106/Introduccion-a-Fluidos-de%20Perforacion-Lab-Oratorio%20

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