8/12/2019 Taller#3b Grupo b5-Sub A

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LABORATORIO DE LODOS Y CEMENTOSPRACTICA N. 3B

GRUPO: B5 SUBGRUPO: A

3.1 PROPIEDADES DE FLUJO Y DENSIDADDE LODOS

Integrantes:1. JUAN FELIPE CUELLAR GALVIS2. VICTOR ALBERTO PORRAS GALVIS3. LUDY ANDREA PAEZ4. SERGIO ANDRES HERNANDEZ5. ALEJANDRO MENDIETA

Analizar el comportamiento reolgico delos lodos, comparar los modelosreolgicos y observar la desviacin delcomportamiento newtoniano de losfluidos de perforacin.

Objetivo N. 1: Estudiar los efectosreolgicos de adicionar Yeso al lado .

a. A 1 bbl equiv. de Agua adicionar28 lpb bentonita y 1 lpb de Pac-L

b. El objetivo 1a adicionar 1 lpb deYeso.

Objetivo N. 2: Estudiar los efectosreolgicos de adicionar Cal al lado .

a. A 1 bbl equiv. de Agua adicionar30 lpb bentonita y 1 lpb de Pac-L.

b. El objetivo 2a adicionar 1 lpb deCal.

Objetivo N. 3: Estudiar los efectosreolgicos de adicionar Sal la lado .

a. A 1 bbl equiv. de Agua adicionar32 lpb bentonita y 1 lpb de Pac-L.

b. El objetivo 3a adicionar 5 lpb deSal.

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ANALISIS:

Objetivo 1: Estudiar los efectosreolgicos de adicionar CaCl2 al lodo.

a) Se midieron las propiedadesreolgicas de un lodo constituido por

1 bbl equivalente de agua, y 28 lpb deBentonita Nacional.

1. Determinacin del pHCon el papel medidor de pH sedetermina el pH de la solucin,el cual corresponde a 9

2. Determinacin de la densidad

Elclculo

de ladensida

d, serealiza

utilizando la

balanzade lodo,encontrando, que

el valorcorrespondiente

paraeste

lodo esde 8.8g/ml.

3. L

ectura del dial (para medicinde viscosidad plstica, puntode cedencia y gel)Esta etapa de la prctica fuerealizada con el viscosmetrofann, realizando lasmediciones correspondientes yteniendo como resultado lassiguientes lecturas: para100rpm =32, 3rpm =9,300rpm =60, 200rpm =47,6rpm =11, y 600rpm =91.

b) Se midieron las propiedadesreolgicas del fluido anteriorcontaminado con 1 lpb de CaCl2

REOLOGIA pH GEl

600[rpm]

300[rpm]

200[rpm]

100[rpm]

6[rpm]

3[rpm]

O b j e t i v o # 1

E s f

. C o r t a n t e

[ l b / 1 0 0

f t 2 ]

A

9 8,8 9 91 60 47 32 11 9

B 8 9 31 87 67 55 46 30 16

O b j e t i v o # 2

E s f

. C o r t a

n t e

[ l b / 1 0 0 f t 2

]

A

9 8.7 14 86 60 45 35 14 14

B 12 8,7 56 145 117 98 82 53 56

O b j e t i v o # 3

E s f

. C o r t a n t e

[ l b / 1 0 0

f t 2 ]

A

8,6 8,8 11 112 77 60 40 14 11

B8,7 8,9 45 111 86 76 12 25 45

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1. Determinacin del pHCon el papel medidor de pH sedetermina el pH de la solucin,el cual corresponde a 8

2. Determinacin de la densidadEl clculo de la densidad, serealiza utilizando la balanza delodo, encontrando, que el valorcorrespondiente para este lodoes de 9 g/ml.

3. Lectura del dial con elviscosmetro rotacional (para

medicin de viscosidadplstica, punto de cedencia ygel)Esta etapa de la prctica fuerealizada con el viscosmetrofann, realizando lasmediciones correspondientes yteniendo como resultado lassiguientes lecturas: para100rpm =46, 3rpm =16,

300rpm =67, 200rpm = 55,6rpm = 30 , y 600rpm = 87.Conclusiones:

El pH permanece igualdebido esto debido aque el CaCl2 no aportaiones H+, ni (OH)-.

Se observa que ladensidad disminuye,esto aparentementepuede suceder por unincremento en elvolumen, por algunareaccin entre el CaCl2y los otros componentesdel lodo.

Se observa un aumentoen todas las lecturashechas en elviscosmetro fann,aunque la diferenciadisminuye a medida quelas revolucionesaumentan, mostrandoun comportamientopseudoplastico msmarcado que el anterior.

Objetivo 2: Estudiar los efectosreolgicos de adicionar Cal al lodo

a) Se midieron las propiedadesreolgicas de un lodo constituido por1 bbl equivalente de agua, 30 lpb deBentonita Nacional, y 1 lpb de Pac-L.

1. Determinacin del pHCon el papel medidor de pH sedetermina el pH de la solucin,el cual corresponde a 9.

2. Determinacin de la densidadEl clculo de la densidad, serealiza utilizando la balanza delodo, encontrando, que el valorcorrespondiente para este lodoes de 8.7 g/ml.

3. Lectura del dial (para medicinde viscosidad plstica, puntode cedencia y gel)Esta etapa de la prctica fuerealizada con el viscosmetrofann, realizando lasmediciones correspondientes yteniendo como resultado lassiguientes lecturas: para100rpm =35, 3rpm =14,

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300rpm =60, 200rpm =45,6rpm =14, y 600rpm =86.

Anal is i s o bje t ivo 2 .

Tenemos un lodo conformado por 30LBP BENTONITA que es una arcilla y1 LBP PAC-L que es un controladorde filtrado con sus propiedadesreologicas generada por suscontenidos, al contaminarlo con cal elion calcio provoca una floculacin enlas partculas de arcilla y por esto unaumento en el PH.

El alteramiento se ve reflejado en elpunto de cedencia que es laviscosidad generada por la atraccinelectroqumica.

Anlisis objetivo 3

Para este caso tenemos un fluido deperforacin constituido por 32 LPBBENTONITA y 1 LPB PAC-L con suspropiedades reologicas originadaspor sus componentes, al contaminarloel lodo, la sal constituye un serioproblema en los lodos de agua dulce.Las partculas de arcilla,negativamente cargadas, se agrupanalrededor de los iones sodioproduciendo aumentos marcados enlas viscosidades y en las resistenciasde gel.

Cuestionario:

1. Defina esfuerzo de corte (ShearStress) y rata de corte (ShearRate)

El esfuerzo de corte ( ) Es lafuerza en el fluido que se oponeal paso del flujo cuando un fluidoest fluyendo ; es la fuerzarequerida para mantener lavelocidad de corte , aparececuando una capa de fluido sedesliza encima de otra ,estexpresado en unidades estndardel campo petrolfero, es decir laslibras de fuerza por cien piescuadrados (lb/100 ft2) requeridaspara mantener la velocidad decorte.

Rata de corte ( ) La velocidad a la cualuna capa pasa por delante de la otra capa

por lo tanto, la velocidad de corte es ungradiente de velocidad.

La frmula para la velocidad de corte ( )es:

Donde

= Velocidad de corte en segundosrecprocos

V2 = Velocidad en la Capa B (pies/seg)

V1 = Velocidad en la Capa A (pies/seg)

d = Distancia entre A y B (pies)

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velocidad de corte ( ), es igual a lavelocidad rotacional RPM ()viscosmetro multiplicada por 1,703.

2. Deduzca la frmula de viscosidad (cp)en funcin del esfuerzo de corte(dinas/cm2) y rata de

corte (seg-1).

Dnde:

[ ]

(Viscosidad)

[ ] (Esfuerzo de corte);

[ ]

3. Convierta la rata de corte (600, 300,200, 100, 6 y 3) rpm a V a seg-1. Elesfuerzo de corte ledo

del dial del viscosmetro a Dina/cm2.

velocidadrotacionalRPM ()

Lavelocidadde corte() Seg-1

600 1021.8300 510.9200 340.6100 170.36 10.2183 5.109

OBJETIVOS 600[rpm]

300[rpm]

200[rpm]

100[rpm]

6 [rpm] 3 [rpm]

*Dina/cm2 ] 1 A 352.59 229.95 178.85 122.64 40.88 35.77

B 511 383.25 316.82 255.5 122.64 163.52

2A 536.55 362.81 66.43 86.87 107.31 97.09B 766.5 531.44 178.85 235.06 250.39 209.51

3A 1246.8 960.68 812.49 648.97 403.69 378.14B >1533 >1533 >1533 >1533 970.9 751.17

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4. Enuncie la ley de la potencia y definacada uno de sus parmetros.

El modelo de ley de potencia describe unfluido en el cual el esfuerzo de corteaumenta segn la velocidad de corteelevada matemticamente a unapotencia determinada.

Matemticamente, el modelo de ley depotencia se expresa como:

Dnde:

= Esfuerzo de corte

K = ndice de consistencia

= Velocidad de corte

n = ndice de Ley Exponencial

Al ser trazada en un grfico en escala log-log, la relacin de esfuerzo decorte/velocidad de corte de un fluido queobedece a la ley de potencia forma unalnea recta. La pendiente de esta lneaes n y K es la interseccin de estalnea.

El ndice n de Ley Exponencial indica elgrado de comportamiento nonewtoniano de un fluido sobre un rangodeterminado de velocidades de corte.

Cuanto ms bajo sea el valor de n, msel fluido disminuye su viscosidad con elesfuerzo de corte sobre dicho rango develocidades de corte, y ms curvada serla relacin de esfuerzo decorte/velocidad de corte.

EFECTO DEL INDICE n DE LEY

EXPONENCIAL SOBRE LA FORMA DEL

PERFIL DE FLUJO.

Segn el valor de n, existen tres tiposdiferentes de perfiles de flujo ycomportamientos del fluido:

n < 1: El fluido es un fluido nonewtoniano que disminuye su viscosidadcon el esfuerzo de corte.

n = 1: El fluido es un fluidonewtoniano.

n > 1: El fluido es un fluido dilatanteque aumenta su viscosidad con elesfuerzo de corte (los fluidos de

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perforacin no estn incluidos en estacategora).

A medida que el perfil de viscosidad seaplana, la velocidad del fluido aumenta

sobre un rea ms grande del espacioanular, lo cual aumentaconsiderablemente la limpieza del pozo.

El ndice de consistencia K es laviscosidad a una velocidad de corte de unsegundo recproco (seg-1).

Aumentando el valor de K se puedemejorar la limpieza del pozogeneralmente expresado en lb-seg-n/100 pies2.

5. Deduzca la frmula de n y K a partirde la ley de la potencia.

De la ley de la potencia: =k n

despejamos k;K=

n

=

n511300

Al linealizar la ecuacin =k n nosqueda:Log = log k +n log Como n es la pendiente de la lnea recta ytomando dos pares ordenados como semuestra en la grfica, tenemos:

n=

1

2

1

2

log

log

=

300600

log

log300

600

n=3.32 log

300

600