INTEGRANTES: Espaa Ordez Felipe Andrs
Guadalupe Merino Jhon Jonnathan
Hurtado Merchn Richard Andrs
Grupo#4 Macas Chancay Cristopher David
Marn Len Grace Estibaliz
Snchez Zambrano Julio Csar
PROFESORA: MSc. Mnica Snchez Snchez
FECHA DE ENTREGA: 12 de febrero del 2015
ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DEL LITORAL
FACULTAD INGENIERA EN CIENCIAS DE LA TIERRA
(FICT)
LABORATORIO DE PETRLEOS
PRCTICA 9: Contaminacin de fluidos de perforacin con cemento
2014-2015
Segundo Trmino
1
INTRODUCCIN
Una contaminacin es cualquier tipo de material (solidos, lquidos o gas)
que tiene un efecto perjudicial sobre las caractersticas fsicas o qumicas
de los fluidos de perforacin. Lo que en un fluido constituye un
contaminante en otro no ser necesariamente as.
Los slidos no reactivos de baja gravedad especifica provienen de la
formacin, no contribuyen a la fase gelatinizante, tiene caractersticas
abrasivas y son contaminantes comunes en los fluidos de perforacin.
La contaminacin con cemento se produce normalmente por errores
operacionales, cuando se perfora tapones de cemento despus de bajar un
tipo de revestimiento, cuando se hace un side track o cuando se colocan
tapones en formaciones complicadas; los sistemas agua-bentonita floculan
severamente cuando el cemento esta flojo, una vez fraguado es poco
saludables y causa contaminacin mnima.
Siendo los caracteres de un lodo contaminado con cemento.
*ph alto debido al incremento del ion OH
*alta perdida de agua
*alto contenido de calcio en el filtrado.
*Gran incremento de en la cada de presin en la mecha
*Revoque grueso y esponjoso
*Alto punto cedente
2
1. OBJETIVO GENERAL
Estudiar las variaciones de las propiedades de los lodos de perforacin
al contaminarlos con cemento y tambin la forma de descontaminar
dicho lodo.
1.1 OBJETIVOS ESPECFICOS
Realizar cuatro muestras de lodo de perforacin con 6% de peso de
bentonita.
Determinar las propiedades de la primera muestra como: la
densidad, viscosidad plstica, viscosidad aparente y punto cedente.
Determinar las propiedades de la segunda muestra con 1gr de
cemento adicional.
Determinar las propiedades de la tercera muestra con 2gr de
cemento adicional.
Determinar las propiedades de la cuarta muestra con 3gr de
cemento adicional.
Construir la curva densidad (lb/gal) vs concentracin de
contaminante (%).
Realizar la curva viscosidad aparente (cp) vs concentracin de
contaminante (%).
Construir la curva viscosidad plstica (cp) vs concentracin de
contaminante (%).
Realizar la curva punto cedente (cp) vs concentracin de
contaminante (%).
3
2. MATERIALES
Balanza digital
Batidora
Bentonita
1. Sirve para poder tener una mayor exactitud al
momento de pesar la bentonita y la barita.
2. Advertencia: Antes de usar la balanza encerrarla
previamente.
1. Sirve para poder mezclar el lodo a 1500 RPM.
2. Advertencia: tratar de mantener el vaso con la
muestra centrado para que no choque con las
aspas de la batidora.
1. al mezclar esta arcilla con el agua obtenemos el
lodo de perforacin.
2. Advertencia: realizar los clculos para saber
cundo de bentonita le corresponde a cierta
cantidad de agua.
Figura 1: Balanza digital
Figura 2: Batidora
Figura 3: Bentonita
4
Vasos Metlicos
Viscosmetro fann
Balanza de lodos.
1. Sirven para poder contener la muestra de
lodo y posteriormente batirla.
2. Advertencia: Tratar de que el vaso no
choque con las aspas de la batidora.
1. Sirve para determinar la viscosidad de la muestra de
lodo.
2. Advertencia: Antes de tomar el dato se debe esperar a
que la lectura en el viscosmetro se estabilice.
1. Sirve para determinar el peso del lodo.
2. Advertencia: al poner la muestra en vaso
asegurarse de que una parte se escape por el
agujero.
Figura 4: Vasos metlicos
Figura 5: Viscosmetro fann
Figura 6: Balanza de lodos
5
Cemento
3. DESCRIPCIN DE LA PRCTICA
El da jueves 5 de febrero del 2015, se realiz la prctica de CONTAMINACIN
DE LODO
La prctica comenz con una explicacin por parte del ayudante en la cual
brevemente nos indic los pasos que debamos seguir para realizar el lodo y
contaminarlo con un cierto porcentaje de cemento. A este se le debe hacer todas
las pruebas respectivas de medicin tanto de la viscosidad plstica, viscosidad
aparente y punto cedente.
Debido a que los fluidos en base agua son afectados por los contaminantes hoy en
da debemos de estar preparados para combatir los cambios indeseables en sus
propiedades, para este efecto se hacen todas las pruebas fsicas y qumicas
necesarias. Para contrarrestar los cambios que causan se utilizan qumicos tales
como: Cal, Yeso, Carbonato de Sodio y Bicarbonato de Sodio.
En este caso nuestro objetivo se centraba en observar los cambios en las
propiedades a travs de las diferentes concentraciones de contaminante (cemento)
e igual concentracin de bentonita.
1. Se lo utiliza para contaminar las
muestras de lodo de perforacin.
2. Advertencia: pesar la cantidad exacta
de cemento antes de mezclarla con el
lodo.
Figura 7: Cemento
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4. PROCEDIMIENTO
I. Preparar 4 muestras al 6% en peso de bentonita, agitar hasta conseguir un
lodo homogneo.
II. A la primera muestra medirle las propiedades, densidad, viscosidad
plstica, viscosidad aparente, punto cedente. Determinar el volumen de
filtrado aplicando 100 psi de presin durante 30 minutos.
III. A la muestra 2, 3, 4 agregar 1, 2, 3 lbs*bls de cemento respectivamente,
agitar y analizar las propiedades de cada muestra incluyendo el filtrado.
IV. A la muestra 4 agregar la qumica respectiva (quebracho) para
descontaminar el lodo, ir agregando pequeas cantidades medir sus
propiedades hasta llegar a las condiciones iniciales
V. A la muestra 4 agregar la qumica respectiva (CMC) para descontaminar el
lodo, ir agregando pequeas cantidades medir sus propiedades hasta llegar
a las condiciones iniciales de filtrado.
5. DATOS Y CLCULOS
Factores de conversin:
LABORATORIO CAMPO
350ML 1 BBL
1 GRAMO 1 LB
FORMULAS:
V. APARENTE =600REV.
2
V. PLASTICA = 600REV. 300REV.
PUNTO CEDENTE = (V. APARENTE V. PLASTICA) 2
7
MUESTRA 1 (0 GR DE CEMENTO)
Muestra con el 6% de bentonita.
350 100% 6%
= 21
Muestra Masa (gr)
Bentonita Cemento
1 21 0
Muestra Revoluciones (rpm) Viscosidades (cp)
600 300 Va Vp PC
1 7 4 4.5 3 3
Calculo de las viscosidades para la primera muestra:
=7
2= 4.5
= 7 4 = 3
= (4.5 3)2 = 3
A continuacin se presenta la tabla con las densidades de cada muestra de lodo:
Muestra Densidad (gr/cc) Densidad (lbm/gal)
1 8,6 71,67
CONVERSIN:
8,6
3
350
1
1
42
1
1= 71,67
8
MUESTRA 2 (1 GR DE CEMENTO)
Muestra con el 6% de bentonita
350 100% 6%
= 21
Muestra Masa (gr)
Bentonita Cemento
2 21 1
Muestra Revoluciones (rpm) Viscosidades (cp)
600 300 Va Vp PC
2 10 7 5 3 4
Calculo de las viscosidades para la cuarta muestra:
=10
2= 5
= 10 7 = 3
= (5 3)2 = 4
A continuacin se presenta la tabla con las densidades de cada muestra de lodo:
Muestra Densidad (gr/cc) Densidad (lbm/gal)
2 8,7 72,5
9
CONVERSIN:
8,7
3
350
1
1
42
1
1= 72,5
MUESTRA 3 (2 GR DE CEMENTO)
Obtencin de la cantidad en gramos de bentonita y de cemento segn el
volumen de lquido.
Muestra con el 6% de bentonita
350 100% 6%
= 21
Muestra con el 2gr de cemento
Muestra Masa (gr)
Bentonita Cemento
3 21 2
Muestra Revoluciones (rpm) Viscosidades (cp)
R600 R300 Va Vp PC
4 10 cp 7 cp 5 3 4
Calculo de las viscosidades para la cuarta muestra:
Muestra (6% de Bentonita y 2gr de Cemento)
10
=10
2= 5
= 10 7 = 3
= (5 3)2 = 4
A continuacin se presenta la tabla con las densidades de cada muestra de
lodo:
Muestra Densidad (gr/cc) Densidad (lbm/gal)
4 8,7 72,5
CONVERSIN:
8,7
3
350
1
1
42
1
1= 72,5
MUESTRA 4 (10.2 GR DE CEMENTO)
Obtencin de la cantidad en gramos de bentonita y de cemento segn el
volumen de lquido.
Muestra con el 6% de bentonita
350 100% 6%
= 21
11
Muestra con el 3% de cemento
350 100% 3%
= 10,5
Muestra Masa (gr)
Bentonita Cemento
4 21 10,4
Muestra Revoluciones (rpm) Viscosidades (cp)
R600 R300 Va Vp PC
4 13 cp 8 cp 6,5 5 3
Calculo de las viscosidades para la cuarta muestra:
Muestra (6% de Bentonita y 3% de Cemento)
=13
2= 6,5
= 13 8 = 5
= (6,5 5)2 = 3
A continuacin se presenta la tabla con las densidades de cada muestra de
lodo:
12
Muestra Densidad (gr/cc) Densidad (lbm/gal)
4 8,8 73,3
CONVERSIN:
8,8
3
350
1
1
42
1
1= 73,3
6. GRAFICAS
13
7. CONCLUSIONES
Utilizando el viscosmetro de indicacin directa (viscosmetro rotativo)
se pudo comprobar que los valores se correlacionan a la prueba del
viscosmetro de marsh para las diferentes concentraciones de bentonita
para las pruebas sin contaminacin.
Se estudi las variaciones de las propiedades de los lodos de
perforacin al contaminarlos con cemento y tambin la forma de
descontaminar dicho lodo.
Se realiz cuatro muestras de lodo de perforacin con 6% de peso de
bentonita.
Se determin las propiedades de la primera muestra como: la densidad:
71.67 lbm/gl, viscosidad plstica: 3cp, viscosidad aparente: 4.5 cp y
punto cedente: 3 cp.
Determinar las propiedades de la segunda muestra con 1gr de cemento
adicional. Densidad:72.5 lbm/gl, viscosidad plstica: 3cp, viscosidad
aparente: 5cp y punto cedente: 4cp
14
Determinar las propiedades de la tercera muestra con 2gr de cemento
adicional. Densidad:72.5 lbm/gl, viscosidad plstica: 3cp, viscosidad
aparente: 5cp y punto cedente: 4cp
Determinar las propiedades de la cuarta muestra con 3gr de cemento
adicional. Densidad: 73.3 lbm/gl, viscosidad plstica: 5 cp, viscosidad
aparente 6.5cp y punto cedente: 3cp
Se realiz la curva viscosidad aparente (cp) vs concentracin de
contaminante (%).
Se construy la curva viscosidad plstica (cp) vs concentracin de
contaminante (%).
Se realiz la curva punto cedente (cp) vs concentracin de
contaminante (%).
Tratamiento para un lodo contaminado con cemento: -Controlar el ph;
se recomienda tratar el lodo con 0.5 a 0.75 lbs/bbl de bicarbonato de
sodio para precipitar el calcio como CaCO3
Ca(OH)2+NaCO3 CaCO3+NaOH+H2O
Tambin es recomendable utilizar adelgazantes para controlar las
propiedades reologicas o bien la dilucin con agua es efectiva
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8. RECOMENDACIONES
Tener cuidado al mezclar el lodo puesto que se puede regar y no debe
contener grumos antes de hacerles las respectivas pruebas ya que esto
provocara obtener resultados errneos.
Estar pendientes en la toma de datos del viscosmetro.
Mover constantemente el lodo para tratar de que siga homogenizado
antes de realizarle las pruebas.
Al momento de usar la batidora tratar de mantener el vaso con la
muestra centrado para que no choque con las aspas de la batidora.
Antes de usar la balanza encerrarla previamente.
Antes de tomar el dato se debe esperar a que la lectura en el
viscosmetro se estabilice.
9. BIBLIOGRAFA
9.1 TEXTOS UTILIZADOS:
Paris, M., (2009), Fundamentos de Ingeniera de Yacimientos, ASTRO DATA
S.A., Maracaibo, Venezuela, ISBN: 978-980-12-3048-9.
Kaindl, M., (2009), El Abec del Petrleo y del gas, ART PRESS S.A., Buenos
Aires, Argentina, ISBN: 978-987-9139-52-3.
MANUAL DE FLUIDOS DE PERFORACIN - PROCEDIMIENTO ESTNDAR
PARA LAS PRUEBAS DE FLUIDOS DE PERFORACIN (2006), Energy API.
Instituto Americano del Petrleo, DALLAS TEXAS.
Fluidos: Manual de perforacin, Baker Hughes, Inteq (2003)
9.2 WEBSITES CONSULTADOS:
16
http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.
100/128/A5.pdf?sequence=5
http://es.slideshare.net/Juanchoperezr/lodos-deperforacion
http://www.cib.espol.edu.ec/Digipath/D_Tesis_PDF/D-31784.pdf
http://www.miliarium.com/proyectos/estudioshidrogeologicos/anejos/met
odosperforacion/lodos_perforacion.asp
http://www.miliarium.com/proyectos/estudioshidrogeologicos/anejos/met
odosperforacion/lodos_perforacion.asp
10. ANEXOS
Figura 8: Aqu se est pesando el 6% de bentonita para cada muestra.
Figura 9: aqu se est pesando el cemento para cada una de las muestras.
17
Figura 10: Aqu se est batiendo la muestra 1 (6% de bentonita).
Figura 11: Aqu se est batiendo la muestra 2 (6% de bentonita y 1gr de cemento).
).
Figura 12: Aqu se est batiendo la muestra 4 (6% de bentonita y 3gr de cemento).
).
18
Figura 13: con la ayuda del viscosmetro fann se logr determinar la viscosidad de cada una
de las muestras a 600 y 300 rpm.
).