CASO DE FLUIDOS DE PERFORACION - MODELO

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INDICEINTRODUCCION2OBJETIVOS2OBJETIVO GENERAL2OBJETIVOS ESPECIFICOS2MARCO TEORICO3SISTEMA DE CIRCULACION DE LODO DE PERFORACION3LODOS DE PERFORACION12HIDRALICA DE LA PERFORACION13OPTIMIZACION DE LA HIDRULICA13PERDIDA DE PRESION EN EL SISTEMA DE CIRCULACIN14SISTEMA DE CIRCULACIN15PROPIEDADES FUNDAMENTALES DE LOS LODOS DE PERFORACIN.15REOLOGIA15TIPOS DE FLUIDOS DE PERFORACION19Fluido Base Agua (WBM)19Fluido Base Aceite (OBM)19Fluidos a base de aire20Fluidos a base espuma20CLASIFICACION Y DESCRIPCIN DE LOS FLUIDOS21FLUIDOS NEWTONIANOS22FLUIDOS NO-NEWTONIANOS22MODELOS REOLGICOS DE LOS FLUIDOS24MODELO DE NEWTON24MODELO DE BINGHAM24MODELO DE LEY DE POTENCIAS25MODELO DE LEY DE POTENCIAS MODIFICADO25DESARROLLO DEL CASO26CALCULO DE VOLUMEN DE DESPLAZAMIENTO DE LA BOMBA27PERDIDA DE FRICCION EN EL INTERIOR DE LA SARTA28PERDIDA DE PRESION POR FRICCION EN EL ESPACIO ANULAR30CONCLUSIONES34RECOMENDACIONES34BIBLIOGRAFIA35

INTRODUCCIONEn el presente trabajo tcnico se dar a conocer cada una de las propiedades relacionadas con los fluidos de perforacin, los tipos de fluidos que existen, los modelos reolgicos que son utilizados para los clculos de prdida de presin por friccin. Ademas darmos solucin al caso propuesto del campo San Alberto X-11 y mostraremos matemticamente mediante el modelo plstico de Bingham las prdidas de presiones en el sistema de circulacin del lodo de perforacin. y se utilizan la influencia directa que estos tienen en los altos o bajos niveles dentro del objetivo deseado, de igual manera se detallara los equipos utilizados en la medicin de estas propiedades y el procedimiento empleado.OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL

OBJETIVOS ESPECIFICOS

MARCO TEORICOSISTEMA DE CIRCULACION DE LODO DE PERFORACIONEs el eje principal en el proceso de perforacin. La funcin principal del sistema de circulacin, es la de extraer los recortes de roca del pozo durante el proceso de perforacin. El sistema de circulacin sirve de apoyo vital al sistema rotatorio durante las operaciones de perforacin y de reacondicionamiento. El sistema de circulacin y sus elementos abarcan la mayor parte fsica del taladro y de igual manera las cuadrillas dedican gran parte del tiempo a este sistema. El sistema de circulacin tiene equipos, materiales y reas de trabajo necesarias para la preparacin, el mantenimiento y la verificacin de las caractersticas de la perforacin y el lodo a emplearse. En este sistema se trabaja con altas presiones, ya que consiste en la circulacin de lodo qumico a alta presin, cuyo objetivo es "Lubricar", "Refrigerar" y "Transportar" los escombros removidos por la mecha a su paso dentro del terreno. Es de vital importancia ya que sin este sistema el taladro no lograra penetrar ni siquiera 5 metros en el suelo, pues la friccin fuese tremenda y por consiguiente tambin la temperatura aumentara y se fundira la mecha. El sistema est compuesto por equipos y accesorios, todos de forma y caractersticas diferentes, los cuales movilizan el lodo de perforacin a travs del sistema de circulacin, por lo que permiten preparar el lodo, almacenarlo y bombearlo, hacia el pozo, estableciendo un circuito cerrado de circulacin con retorno a los tanques, desde donde fue succionado por las bombas de lodo.Los equipos y accesorios que componen el sistema son: Depsitos de qumica Es el sitio donde se almacenan los productos qumicos y aditivos necesarios (viscosificante, densificantes, adelgazantes, materiales de control de filtrado, emulsificantes).

Tanques de lodosEstn conjugados con el equipo de control de slidos ya que en ellos se prepara o acondiciona el lodo proveniente del pozo para ser nuevamente succionado por las bombas y expulsado por la misma al sistema de circulacin.

Bombas de lodosSon las encargadas de hacer cumplir el ciclo de circulacin del lodo, desde que lo succionan del tanque respectivo, hasta que el fluido retorna al extremo opuesto del tanque de succin, despus de pasar por el interior de las tuberas y los espacios anulares respectivos. Estas bombas toman el lodo de los tanques y lo impulsan hasta la sarta de perforacin. Cada equipo de perforacin debe tener como mnimo tres bombas para el fluido de perforacin; dos deben estar conectadas de tal manera que puedan operar solas, en paralelo y una tercera como auxiliar.Existen dos tipos de bomba: Bomba Dplex Son bombas de doble accin, es decir, desplazan fluidos en las dos carreras del ciclo de cada pistn mediante vlvulas y descargas en ambos lados de la Camisa. Cuando el pistn se desplaza en su carrera de enfrente, al mismo tiempo succiona por la parte posterior y viceversa. Esta bomba es la mas empleada ya que son de doble accin y por manejar caudales variados y su alto rendimiento.

Bomba Triplex Son bombas de accin sencilla, es decir, el pistn desplaza fluido solamente en su carrera de enfrente y no succiona. Debido a esto, las bombas triples necesitan mantener las camisas llenas de fluido y esto se logra a travs de bombas centrfugas.

Lneas horizontales Son las tuberas que se encuentran en el piso o base de la torre, es decir son las tuberas que salen de la descarga de las bombas y llegan al tubo vertical.

Lnea o tubo vertical Es un tubo o tubera que se extiende hasta media altura del mstil o torre, y permiten que el lodo de perforacin llegue a las mangueras de perforacin o mangueras rotativas tambin conocidas como manguera del cuadrante.

Manguera de circulacin Est fabricada con goma especial extrafuerte, reforzada y flexible.Se utiliza para conectar el extremo superior del tubo vertical a la unin giratoria. Estas son fuertes y flexibles y se mueven hacia arribas y hacia abajo con los equipos elevadores.

Polea o unin giratoria Forma parte tanto del sistema de circulacin como del rotatorio.

Cuadrante (Kelly) Al igual que la unin giratoria es componente de los sistema de circulacin y rotatorio. Es un tramo de la tubera de forma cuadrada hexagonal o triangular, generalmente de 40 pes de largo, cuyo objetivo es transmitir el movimiento de rotacin de la mesa rotatoria a la sarta de perforacin.A medida que el buje maestro de la mesa rotatoria gira, este hace girar el buje del cuadrante; como la tubera de perforacin esta conectada a la base del cuadrante, esta tambin tiene que girar

Tubera o sarta de perforacin La sarta de perforacin es una columna de tubos de acero, de fabricacin y especificaciones especiales, en cuyo extremo inferior va enroscada la sarta de lastra barrena y en el extremo de sta est enroscada la barrena, pieza tambin de fabricacin y especificaciones especiales, que corta los estratos geolgicos para hacer el hoyo que llegar al yacimiento petrolfero. Est compuesta de tubera de perforacin y una tubera especial de paredes gruesas llamada Portamechas o Lastrabarrenas. El lodo circula a travs de los portamechas al igual que a travs de la tubera de perforacin. Transmite la potencia rotatoria a la mecha para poder perforar.

Lastrabarrena (Porta mecha) Son cuerpos de acero ms pesados que la tubera de perforacin y se utilizan en la parte ms profunda del hoyo para darle peso a la mecha y permitir que esta avance y se perfore un hoyo lo ms vertical posible. Barrena o mecha En perforacin se requieren mechas capaces de perforar con la mayor rapidez posible, o sea, que se obtengan altas tasas de penetracin.

Espacios anulares Son los diferentes espacios que hay entre el hoyo perforado y la pared interna del revestidor y la sarta de perforacin, desde el fondo hasta el cabezal del pozo.

Lnea de retorno Es el conducto o tubera que va desde la boca del pozo donde llega el lodo con los ripios y gases hasta los equipos de control de slidos.

Equipo separadores de slidos o control de slidos Son los equipos encargados de limpiar y acondicionar el fluido de perforacin, antes de ser inyectado nuevamente al pozo. La ubicacin ideal para los equipos separadores de slidos, en funcin del orden de su secuencia de operacin es: la zaranda, trampa de arena, los desarenadores, los deslimadores y las centrifugas. El volumen y tipo de slidos que se encuentren en el lodo de perforacin afecta directamente las propiedades del mismo, la hidrulica, la rata de penetracin, la estabilidad del hoyo y el costo total del pozo. De all la importancia del control de slidos en los lodos. El buen funcionamiento del fluido depende del control diario de sus caractersticas. El control de slidos es la funcin ms importante del tratamiento del lodo. Es una tarea difcil pero necesaria para prolongar la vida til de la barrena, prolongar la vida til de las bombas de lodo.

El Equipo separadores de slidos o control de slidos se compone de: Zaranda. Trampas de Arenas o asentamiento Desarenadores Deslimadores Centrifuga de decantacin Hidrociclones Desgasificador

SISTEMA DE CIRCULACION DE LODOS

LODOS DE PERFORACIONMezcla heterognea de una fase continua (agua o aceite) con la fase que son los aditivos que se agregan y que pueden estar disueltos o dispersos en el medio continuo con la finalidad de darle al lodo propiedades adecuadas para que pueda cumplir funciones especficas en la perforacin de pozos petrolerosSon varias las funciones, y para saber si un lodo est cumpliendo sus funciones, de este se miden sus propiedades que tienen que estar dentro de un rango de trabajo.Es una mezcla de un solvente (base) con aditivos productos, que cumplen funciones fsico-qumicas especficas, de acuerdo a las necesidades operativas de una formacin a perforar.En el lenguaje de campo, tambin es llamado Barro o Lodo de Perforacin, segn la terminologa ms comn en el lugarLos lodos de perforacin son fluidos que circulan en los pozos de petrleo y gas para limpiar y acondicionar el hoyo, para lubricar la broca de perforacin y para equilibrar la presin de formacin.Los lodos de perforacin tpicamente usan agua o petrleo como fluido base. En aos recientes, los lodos de perforacin a base de sintticos fo