República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Defensa

Universidad Nacional Experimental de la Fuerza Armada

Extensión – Zaraza

Facilitadora: Integrantes:

María E. Ruiz Rodríguez L, Miguel

Sección 1/D Rodriguez F, Wilmer

Soler M, Luis D

Padrino, Arianny

Zaraza Noviembre de 2010 Apaez, Emilio

Índice

2

pág.

Introducción…………………………………………………………………………………………………………….3

Contaminación De Los Fluidos De Perforación………………………………………………………..4

Los Contaminantes Más Comunes De Los Lodos……………………………………………………..5

Cálculos De Los Aditivos De Un Lodo……………………………………………………………………….13

Preparación Y Análisis De Los Lodos De Perforación En Laboratorios……………………..16

Conclusión………………………………………………………………………………………………………………18

Bibliografía………………………………………………………………………………………………………………19

Introducción

3

Un contaminante es cualquier tipo de material (sólido, líquido o gas) que tiene un

efecto perjudicial sobre las características físicas o químicas de un fluido de perforación.

Lo que en un tipo de fluido de perforación constituye un contaminante, en otro no será

necesariamente un contaminante. Los sólidos reactivos de baja densidad son

contaminantes comunes en todos los fluidos de perforación. Estos sólidos se componen

de sólidos perforados que se han incorporado dentro del sistema o que resultan del

tratamiento excesivo con arcillas comerciales. Desde el punto de vista económico, los

sólidos perforados y los problemas relacionados con su control tienen un mayor impacto

sobre el costo del lodo que los otros tipos de contaminación.

Los contaminantes alteran los fluidos de perforación como los cambios de las

propiedades físicas del lodo, tales como el aumento de la reología y del filtrado debido a la

floculación, son similares con cualquier contaminante químico que esté presente, dichos

cambios de las propiedades físicas sólo indican que existe algún contaminante. Será

necesario realizar un análisis de los cambios de las propiedades químicas para identificar

al contaminante. Por lo tanto, describiremos detalladamente las fuentes, los efectos y las

opciones de tratamiento de cada contaminante químico.

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Contaminación De Los Fluidos De Perforación.

Durante las operaciones de perforación se pueden adicionar al lodo de una forma

directa o de las formaciones atravesadas materiales que pueden contaminarlo causando

cambios no deseados en las propiedades físico-químicas del mismo.

En algunos casos, los componentes del lodo pueden transformarse en

contaminantes. Un ejemplo es la disminución de tasas de penetración por el incremento

de sólidos producto de existencia de cortes de perforación no removidos. Bentonita

agregada en exceso y alto contenido de Barita en el sistema.

Sin embargo, los contaminantes que más afectan las propiedades de los

fluidos, son aquellos que requieren de tratamiento químico para ser removidos. El

tratamiento debe contrarrestar al contaminante y sus efectos.

Existen contaminantes que se pueden predecir y por ende puede ser

pretratado el fluido para evitar que los mismos causen problemas. Entre estos

contaminantes están: el cemento el agua contaminad, sal, sulfuro de hidrogeno y dióxido

de carbono.

En lodos base agua, el agua es el ingrediente de control de todos los

sistemas, ya que disuelve, suspende y rodea todos los otros ingredientes que constituyen

el sistema. Por lo tanto, al saber el comportamiento químico de una sustancia con el agua,

se podrá también saber cuál será la reacción de ella con el fluido de perforación.

Es oportuno recordar que los compuestos son moléculas formadas de un átomo o

grupo de ellos. Al disolverse los electrolitos en agua, se subdividen en unidades más

pequeñas cargadas eléctricamente llamadas iones que pueden ser un elemento o una

combinación de elementos. Algunos elementos son: Na (sodio), O (oxigeno), H

(hidrogeno), C (carbono). Estos al disociarse en agua se transforman en: Na++, CL-, OH-.

Los Contaminantes Más Comunes De Los Lodos

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Contaminación con Cloruro de Sodio (sal).

La contaminación con sal puede provenir de varias fuentes y entre ellas se pueden

encontrar: agua de preparación del lodo, estratos de sal atravesados durante la

perforación, flujo de agua salada, etc. Esta contaminación con sal no se puede remover

del lodo con químicos; la sal dentro del lodo cambia de distribución de cargas en la

superficie de arcillas, originando floculación que causan aumento de las propiedades

reológicas y de la perdida de filtrado.

Ya que la sal no puede ser precipitada por medios químicos, las concentraciones de

cal serán eliminadas solamente con dilación con agua dulce.

Dependiendo de la severidad de la contaminación, se escogerá el agente usado

para reacondicionar el lodo. Sistemas de lodos tratados ligeramente con lignosulfonato

puede tolerar hasta 10000 ppm de sal.

Cuando se encuentran flujos de agua salada, las altas concentraciones de Na+ ,

tienden a reemplazar algunos de los iones H+ en las superficies de las arcillas y reducen el

pH ligeramente .

La halita (sal común) es la sal que perforada con más frecuencia y constituye el

principal componente de la mayoría de los flujos de agua salada. El efecto inicial sobre el

lodo de perforación es la floculación de las arcillas causada por la acción de masas del ion

sodio. La viscosidad Marsh, el punto cedente, los esfuerzos de gel y el filtrado aumentan

cuando se encuentra la halita. La presencia de halita puede ser confirmada por un

aumento de los cloruros. Las arcillas se deshidratan cuando hay suficiente sodio y tiempo.

Cuando esto ocurre, el tamaño de la partícula disminuye debido a la reducción de

agua adsorbida. El agua liberada se reincorpora a la fase continua del lodo, lo cual puede

resultar en una ligera reducción de la viscosidad plástica. Pero las partículas de arcilla

deshidratada floculan, causando un alto punto cedente, altos esfuerzos de gel y un filtrado

alto.

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Silvita (Kcl) La contaminación de silvita produce la misma reacción de las

propiedades del lodo y requiere el mismo tratamiento del lodo que la contaminación de

halita. Si el lodo no contiene cloruros, excepto los que se obtienen al perforar la sal de

silvita, el valor de la valoración del cloruro constituiría una medida precisa de la

concentración de iones potasio. Sin embargo, esto casi nunca ocurre. No es raro que estas

sales estén interestratificadas. La valoración cuantitativa del ion potasio puede ser

utilizada para identificar la sal como silvita pura o silvita parcial, a efectos geológicos. Es

importante conocer el tipo de sal que se perforará. Como la solubilidad de la silvita es

ligeramente más alta que la halita, una sección de sal de silvita maciza perforada con un

fluido saturado de halita aún puede derrumbarse en cierta medida, aunque no con la

misma severidad que si se usara agua dulce.

Contaminación Con Calcio.

Al igual que la sal el calcio constituye otros de los contaminantes de los fluidos de

perforación. Puede incorporarse al lodo en agua de mezcla, cuando se perfora

formaciones de anhidrita o yeso. Igualmente el agua connata de las formaciones

penetradas frecuentemente contiene calcio y pueden transformarse en fuentes de

contaminación con calcio.

El ion de calcio tiende a reemplazar los iones sodio produciendo floculación y

agregación de partículas de arcilla. El efecto de contaminación co calcio sobre los lodos es

un aumento de la perdida de fluido cedente, resistencia del gel y reducción de la

viscosidad plástica.

La contaminación con calcio producida por agua de formación o Anhidrita,

se trata usualmente con soda Sh. Ph está por debajo de10.0se aplica cualquier prueba

específica de calcio para asegurar que el magnesio no esté presente.

Los tratamientos específicos con sodas Ash dan carbonatos solubles en

exceso que pueden ocasionar problemas geológicos.

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Contaminación con Yeso o anhidrita

Hay pocas áreas en el mundo donde no se perfora a través de la anhidrita o del

yeso. La anhidrita y el yeso son sulfatos de calcio y tienen composiciones químicas

prácticamente idénticas. El yeso (CaSO4•2H2O), con su agua fijada, es más soluble que la

anhidrita (CaSO4). La severidad de este contaminante depende principalmente de la

cantidad perforada. Si se encuentra solamente una pequeña cantidad de un

contaminante, éste puede ser tolerado mediante la precipitación del ion calcio. Si se

encuentran grandes cantidades, el sistema de lodo debería ser convertido en un sistema a

base de calcio. Los sistemas a base de cal y de yeso pueden tolerar la contaminación de

anhidrita o yeso sin afectar negativamente las propiedades del lodo. El efecto inicial de la

contaminación de calcio sobre un sistema de lodo a base de bentonita es la alta

viscosidad, altos esfuerzos de gel y un mayor filtrado. La medida en que estas propiedades

son afectadas depende de la concentración del contaminante, la concentración de sólidos

reactivos y la concentración de des floculantes químicos en el lodo de perforación. Como

se muestra a continuación, al solubilizarse en agua, el sulfato de calcio se ioniza en iones

calcio y sulfato. CaSO4 Ca2+ + SO4

La solubilidad de CaSO4 es controlada por el pH, la salinidad y la temperatura. El

aumento del pH y de la temperatura reduce la solubilidad del yeso, mientras que el

aumento de los cloruros del lodo aumenta la solubilidad. La solubilidad del sulfato de

calcio es reversible y alcanzará algún grado de equilibrio con el ambiente químico.

Factores De Detección.

La primera indicación de contaminación de anhidrita o yeso es el aumento de las

propiedades físicas, incluyendo la viscosidad Marsh, el punto cedente y los esfuerzos de

gel. Será necesario realizar pruebas químicas para identificar el contaminante químico que

está presente, porque el aumento de estas propiedades físicas también constituye la

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primera indicación de otros tipos de contaminación química. Las principales indicaciones

de contaminación de yeso o anhidrita incluyen:

1. Aumento de la cantidad de calcio en el filtrado. Es posible que este aumento

inicialmente no resulte evidente si hay algún excedente de iones carbonato, bicarbonato

o fosfato en el lodo, o si se está aumentando el pH del sistema de lodo. Sin embargo, una

vez que el yeso solubilizado haya agotado estos elementos químicos, el pH disminuirá

porque el pH del yeso (6 a 6,5) es muy bajo. Esta reducción del pH resultará en un

aumento importante de la cantidad de calcio en el filtrado, visto que la solubilidad del

calcio varía en relación inversamente proporcional al pH

2. La reducción del pH y de la alcalinidad y el aumento de la cantidad de calcio en el

filtrado constituyen los indicadores más confiables

3 .Debido a la solubilidad relativamente limitada de la anhidrita y del yeso, los recortes

pueden contener trazas del mineral. Esto es demostrado frecuentemente en los recortes

por la presencia de bolitas blandas de material soluble en ácido.

4. La prueba cualitativa para el ion sulfato debería indicar un aumento. Sin embargo, esta

prueba también detecta el ion sulfonato. La prueba carece de sentido si se usa

lignosulfonato como desfloculante principal, a menos que se efectúe una comparación

con el lodo no contaminado.

Contaminación Con Cemento

Ocurre cuando durante las operaciones de perforación se cementan tuberías de

revestimiento y se perforan tapones de cemento. El cemento contiene varios compuestos

(Silicato Tricálcico, Silicato de Calcio (ca(OH)2),produciendo la contaminación del fluido de

perforación.

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La Cal causa en el lodo reacciones químicas que afecta grandemente a las

propiedades geológicas y perdidas de fluidos. La presencia de Iones OH aumenta el PH

drásticamente y las característica de la Arcilla. Los sistema de agua dulce- Bentonita son

floculados por el cemento; para mantener un fluido de perforación bajo en calcio se debe

usar tratamiento químico para remover la contaminación con cemento. Se debe controlar

el PH mientras se remueve el calcio y el exceso de cal del sistema. Un saco de cemento de

94Lbs. Puede producir 74Jbs de cal, las cuales podrán reaccionar con el fluido de

perforación. Si se conoce el volumen del cemento a perforar, se podrá hacer mejores

predicciones de tratamiento.

Para remover químicamente 100 mg/l de calcio originado por cal, se requerirán

aproximadamente 0.0735 Lbs de bicarbonato de sodio o 0.097de SAAP. La reacción entre

la cal y el bicarbonato de sodio es así:

CaOH + NaHCO3 + H2 + Na

Debe tenerse mucho cuidado al pretratar el lodo, ya que un sobretratamiento con

bicarbonato de soda o SAPP puede afectar las propiedades del fluido de perforación peor

que una contaminación con cemento. No es apropiado pretratar con mas que 0.5 a 0.75

Lbs/bbl de bicarbonato de soda. Los Lignosulfonatos y Lignitos son más apropiado como

agentes de pretratamiento debido a que ellos amortiguan el Ph y ayudan a deflocular el

sistema.

El removimiento del ion con bicarbonato previene contaminación, pero no corrige

el daño hecho al sistema dispersado; es necesario usualmente tratar con defloculantes

para obtener las propiedades geológicas deseadas. Para volver las propiedades de

filtración y de revoque alteradas por la contaminación, se usa bentonita prehidratada,

CMC o Drispac

Contaminación Con Carbonatos

En los fluidos de perforación, los carbonatos solubles se pueden introducir de una

variedad de fuentes de CO2; si se genera internamente o entra al lodo de una fuente

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externa, este reacondiciona inmediatamente con los iones oxidrilos alcalinos para formar

los iones HCO3- y CO3

-. Se establece un equilibrio químico que es controlado por las

concentraciones de iones H+ y OH- o por el pH del lodo:

CO2+OH- HCO3-

HCO3+OH- CO3=+H2O

El ion HCO3 predomina en el rango comprendido entre 6.3 a 10.3 de pH y para pH sobre

10.3 el ion CO3= predomina. Este pH es deseable para la remoción química de los

carbonatos solubles a CaCO3 insoluble:

CA++ + CO3 CaCO3

Si se selecciona cal como tratamiento químico para la remoción del CO3=, el pH del lodo no

necesita exceder 10.3 debido a que los iones OH- formado de cal, quedan disponibles para

levantar el pH y convertir HCO3 en CA++ para la remoción subsecuente como:

Ca (OH) 2 + CO3= CaCO3 + 2OH-

Tratamiento De Un Contaminante De Carbonato/Bicarbonato

El tratamiento de este contaminante es complicado porque los iones HCO3 y

CO3 . Pueden existir juntos a varios niveles de pH. Sólo el ion CO3 puede ser tratado con

el calcio libre para formar el precipitado CaCO3

. La coexistencia de CO3 y HCO3

forma un compuesto amortiguador que permanece al mismo nivel de pH pero

con niveles crecientes de Pf y Mf. A medida que la zona amortiguadora de

carbonato/bicarbonato se forma, el valor de Pf aumenta mientras que el pH permanece

relativamente constante. Todos los iones bicarbonato no son convertidos en iones

carbonato hasta que se alcance un pH de 11,7. Por lo tanto, los iones

bicarbonato/carbonato coexisten en el rango de pH de 8,3 a 11,7 (ver la Figura 3). La

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concentración de HCO3 no tiene importancia cuando el pH es superior a 11,7.Como el

bicarbonato de calcio [Ca(HCO

El pH debería ser aumentado hasta por lo menos 10,3, pero sin exceder 11,3.

Cuando se añade calcio libre al CO3, los dos reaccionan para formar CaCO3. El carbonato

de calcio (CaCO3 ) es un precipitado relativamente insoluble. Por lo tanto, una

concentración de calcio libre de 150 a 200 mg/l debería ser mantenida en el sistema. Si el

pH es inferior a 10,3, la cal (Ca(OH)2.

Contaminación por degradación de componentes químicos del lodo

Se puede definir degradación como un cambio irreversible de un componente del

fluido que reduce la capacidad del aditivo para controlar una determinada propiedad. Por

lo tanto es necesario un mantenimiento constante de los componentes del lodo para

saber así sus capacidades y prevenir problemas con el sistema de lodos. Al avanzar

durante la perforación de un pozo, mayor será la posibilidad de degradación de los

componentes del lodo y mayores serán los gastos y el tiempo de mantenimiento del

mismo en condiciones.

Existen varios tipos de degradación, entre ellos están:

Degradación bacteriana: este tipo de degradación es causada por una bacteria

durante su etapa de desarrollo y por su puesto requiere de condiciones apropiadas

(minerales, potencial de hidrogeno adecuado y temperatura), así como de agua como

fuente de vida. Al suspender alguna de estas condiciones, se evitara el desarrollo de las

mismas.

El control del pH del lodo es uno de los factores más importantes para prevenir la

degradación bacteriana, ya que las bacterias se desarrollan a bajas temperaturas y en un

pH entre 5.0 y 9.0.

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Degradación térmica: ocurre por distintos mecanismos como la hidrólisis

(reacción de una sal para formar un acido y una base), reacción entre dos o más

componentes del lodo. La degradación térmica será más rápida a mayor temperatura;

casi todos los aditivos químicos tienden a sufrir degradación entre 250of hasta 400 of.

Degradación por oxidación: es la degradación producida por oxidantes como el

oxigeno, solamente ocurre a altas temperaturas y siempre e completan con la

degradación térmica. La presencia de agentes químicos, la concentración de aditivos

químicos sensibles a la degradación por temperatura, son factores que contribuyen a la

degradación por oxidación.

Contaminación con sólidos

Quizás es el peor contamínate de un fluido son los sólidos producidos durante la

perforación de un pozo. Estos sólidos afectan las propiedades reológicas y la velocidad de

penetración, además contribuye al desgaste de las tuberías y equipos de perforación, y

además causan daño a las formaciones productivas afectando el costo del pozo. La

concentración de sólidos perforados se puede reducir por dilatación, floculación selectiva

o por medio de equipos de remoción mecánica.

La contaminación con sólidos no tiene efecto sobre las propiedades químicas del

lodo, pero sin embargo, proporciona signos iníciales como cambio de la densidad del lodo,

viscosidad plástica, resistencia del gel, punto cedente, aumento del MBT. La remoción

mecánica constituye una solución importante al problema de los sólidos en el lodo

durante la perforación. Debe incluir zarandas o vibradoras, desarenadores, deslimadores y

centrifugas.

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Cálculos De Los Aditivos De Un Lodo

A medida que se va perforando, el volumen de lodo se va creando casi

informalmente, ósea, se agrega una cantidad de la fase continua (agua o aceite),

reemplazando el volumen de los sólidos removidos del lodo y el fluido que se ha perdido

hacia la formación o en superficie.

El tratamiento con los aditivos es hecho en superficie a través del embudo y del

barril químico; y la cantidad de los mismos dependerá de las propiedades del lodo

(densidad, viscosidad y perdida de filtrado).

Para agregar estos materiales, se toma en cuenta las especificaciones del

material, generalmente dadas en peso. Los procedimientos exactos para determinar

matemáticamente las cantidades de aditivos son muy variables. El uso del balance de

masas es muy variado.

V1Dl1+V2Dl2+ ………VnDln= Vf Dlf

Donde: V: volumen de mezcla; D: densidad de mezcla.

La densidad de la mezcla (Dlf) es la suma de las densidades de los materiales, por lo

tanto es necesario conocer las densidades de los materiales que intervienen en la mezcla.

Para densificar: al agregar un material densificante o pesado, aumenta la densidad

del lodo, pero también puede incrementar el volumen del sistema. Si se desea tener un

volumen de lodo de una densidad Dl1 (lpg), a partir de un volumen igual de un lodo mas

liviano Dl (lpg). La densidad de la barita es aproximadamente 35.5 lpg: si se quiere

preparar un barril de lodo, el balance de masa será:

35.5 x vol. De Barita +(1- vol. barita)= Dl1

Vol. barita: volumen de Barita a añadir por barril de lodo original.

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Vol. Barita= Dl1- D1/ 35.5 - D1

La barita tiene una densidad de 1490 libra por barril aproximadamente, entonces

para alcanzar la densidad deseada, se necesitaran para cada barril de lodo original X libras

de Barita:

X= 1490(Dl1- D1) /35.5-Dl

Esta fórmula para densificación con barita sin aumento del volumen del sistema.

Si se desea densificar un lodo con densidad Dl añadiendo material densificante

hasta obtener un lodo con Dl2, siendo tolerable un aumento del volumen, el balance de

masa será:

35.5 x vol. Barita + Dl = (1+vol. Barita) x Dl2

vol. barita= Dl2- Dl/ 35.5-Dl (libras de barita)

x= cantidad requerida para cada barril de lodo de densidad Dl (lpg).

Para diluir: si por el contrario se desea disminuir la densidad del lodo,

generalmente se obtiene mediante la adición de agua (lodos base agua).al igual que en el

proceso de densificación, la adición de agua se puede calcular mediante 2 métodos., los

cuales dependerán si se requiere o no el aumento del volumen del sistema. Si no se desea

que haya un aumento de volumen, se debe emplear la siguiente fórmula:

Vol. De agua a añadir = Dl- D1/ Dl - 8.33 (Bls).

El volumen de agua añadida es igual al volumen de lodo original que hay que

descartar antes de añadir el agua. Si por el contrario, se desea tener un aumento de

volumen, se debe calcular el número de barriles de agua que hay que añadir a cada barril

de lodo original para lograr la densidad Dl2 deseada:

Vol. De agua = Dl-Dl2/Dl2 -8.33 (Bls).

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Se utiliza 8.33 lpg para el caso del agua dulce, pero estas formulas pueden ser

adaptadas a cualquier tipo de fluido que se añada al sistema, solo bastara conocer la

densidad del mismo.

El porcentaje de petróleo en volumen contenido en los lodos de perforación, se

determina a través de la retorta o destilador. El nivel líquido en la probeta graduada

menos el nivel de agua en la misma, da el porcentaje de petróleo.

El porcentaje de agua en los lodos densificados se calcula igualmente mediante un

ensayo de retorta, la sal en la fase acuosa es retenida con los sólidos en ese tipo de

ensayo, por lo tanto, el nivel de la probeta graduada es el porcentaje de agua no corregido

(U).

Para los lodos no densificados o con poca cantidad de barita, la siguiente formula

es generalmente más precisa que una lectura de retorta:

U= 7.5 (21.66- Dl) – 1.1 x V

Donde: Dl: densidad del lodo, lpg ; V: porcentaje de petróleo en el lodo.

Si en la fase acuosa del lodo hay menos de 10000 ppm de sal, entonces U puede

quedar sin corregir. En caso contrario se tiene: % Agua= U+C

C: corrección por sal ; C = 0.13x ppm de sal x U /300000.

Si el porcentaje de petróleo y el porcentaje de agua han sido correctamente

determinados, el porcentaje de sólidos (en volumen), se puede calcular así:

% sólidos =100 -% agua- % petróleo.

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Preparación Y Análisis De Los Lodos De Perforación En Laboratorios.

En general, los fluidos no necesitan ser complicados o difíciles de preparar y

prueba de ello, es que para algunas operaciones de perforación, un "agua sucia"

puede dar buenos resultados.

En algunas áreas se puede iniciar la perforación con agua y arcillas de formación, creando

así un fluido de iniciación CBM razonablemente bueno. En otras áreas pueden

encontrarse formaciones como calizas, arenas o gravas que no forman fluido. En tales

casos será necesario agregar arcillas comerciales para suspender la barita, aumentar la

capacidad de acarreo y controlar la pérdida de agua.

PREPARACIÓN DE LODO DE AGUA SALADA.Problema: Determinar las cantidades de material para preparar 1.000 bbl (159m3) de lodo de 14,0 lb/gal (1,68 kg/l) con 15 lb/bbl (42,8 kg/m3) de M-I SALT GEL

® y 150.000 mg/l de Cl-, usando M-I Bar como agente densificante.Etapa 1. Dibujar un diagrama.Etapa 2. Determinar las densidades y los volúmenes con valores conocidos e incógnitas.

15 lb/bbl x 1.000 bblVGel = = 16,5 bbl21,7 lb/gal x 42 gal/bblEtapa 2a. Determinar la densidad del agua salada.Agua 701 bbl 111,5 m3

M-I GEL 200 sx 9.074 kgM-I BAR 4.057 sx 184,0 mt (1 mt = 1.000 kg)Unidad Unidad Unidades E.U.A. a Unidades métricas Propiedad Norteamericana Métrica métricas a E.U.A.Densidad lb/gal kg/l lb/gal = kg/l x 8,345Volumen bbl m3 bbl = m3 x 6,29Peso lb kg lb = kg x 2,204Peso lb toneladas lb = mt x 2.204(mt)Concentración lb/bbl kg/m3 lb/gal = kg/m3 x 2,853Densidad de 35 lb/gal 4,2 kg/l lb/gal = kg/l x 8,345baritaBentonite density 21,7 lb/gal 2,6 kg/l lb/gal = kg/l x 8,345bentonita

Para determinar la gravedad específica de una solución de sal, normalmente noes válido usar la densidad de agua y cloruro de sodio y simplemente resolver elbalance de masas, porque el volumen de los cristales de sal es diferente delvolumen de sal disuelta. Usar la siguiente ecuación para determinar la gravedadespecífica de una solución de cloruro de sodio.Solución de NaCl = 1 + 1,166 x 10–6 x (mg/l Cl–) – 8,375 x 10–13 x (mg/l Cl–)2 +1,338 x 10–18 x (mg/l Cl–)3

(kg/l)Solución de NaCl = 1 + 1,166 x 10–6 x (150.000) – 8,375 x 10–13 x (150.000)2 +

17

1,338 x 10–18 x (150.000)3

(kg/l)NaCl Solution = 1 + 0,1749 – 0,01884 + 0,004516 = 1,1605 kg/lNaCl Solution (lb/gal) = 1,1605 x 8,345 = 9,69 lb/galEtapa 3. Desarrollar el balance de masas y volúmenes.VLodo Lodo = VAgua Salada Agua Salada + VGel Gel + VBar Bar

VLodo = VAgua Salada + VGel + VBar

A este punto, el balance de masas tiene dos incógnitas (VBar y VAgua) ) quepueden ser determinadas usando ambas ecuaciones. Resolver el balance devolúmenes para una incógnita y luego sustituirla en el balance de masas.1.000 bbl = VAgua Salada + 16,5 bbl + VBar

VBar = 1.000 bbl – 16,5 bbl – VAgua Salada = 983,5 bbl – VAgua Salada

Etapa 4. Sustituir una incógnita en el balance de masas y resolver la ecuación.VLodo Lodo = VAgua Salada Agua Salada + VGel Gel + VBar Bar

1.000 x 14,0 = VAgua Salada x 9,69 + 16,5 x 21,7 + 983,5 – VAgua Salada x 3514.000 = VAgua Salada x 9,67 + 358,1 + 34.422,5 – VAgua Salada x 35VAgua Salada (35 – 9,69) = 358,1 + 34.422,5 – 14.000 = 20.780,620.780,6VAgua Salada = = 821 bbl25,31Etapa 5. Determinar la segunda incógnita y calcular el consumo de material. Elvolumen de barita puede ser determinado a partir del balance de volúmenes.VBar = VLodo – VGel – VAgua Salada = 1.000 – 16,5 – 821 = 162,5 bbllbBar = 162,5 bbl x (35 lb/gal x 42 gal/bbl) = 162,5 bbl x 1.470 lb/bbl= 238.875 lb238.875 lbM-I BAR = = 2.389 sx100 lb/sxEl volumen de agua dulce necesario para lograr una densidad de agua saladapuede ser determinado usando las tablas de salmuera.0,913 bbl de agua dulce x 821 bbl = 749,6 bbl de agua dulce86,4 lb/bbl de sal x 821 bbl = 70,934 lb = 709 sxPor lo tanto, para preparar 1.000 bbl (159 m3) de lodo de 14,0 lb/gal (1,68 kg/l)con 15 lb/bbl (42,8 kg/m3) de SALT GEL y 150.000 mg/l de sal, la siguientecantidad de material sería necesaria:Agua dulce 750 bbl 119,2 m3

NaCl 709 sacos 32,2 mtSALT GEL 150 sacos 6,8 mtM-I BAR 2,389 sacos 108,4 mt (1 mt = 1.000 kg)

Cálculos de IngenieríaCálculos de Ingeniería 9.27 N° de Revisión: A-1 / Fecha de Revisión: 14-02-01CAPÍTULO

9Sistema métrico: Usar las mismas ecuaciones y sustituir usando los factores deconversión (ver el Ejemplo 1).EJEMPLO 3: MEZCLA DEL LODO.Problema: Determinar la cantidad de cada lodo a mezclar para obtener 1.000 bbl(159 m3) de lodo de 14,0 lb/gal (1,68 kg/l).Volúmenes disponibles: 1.200 bbl de lodo de 11,2 lb/gal (lodo 1).1.200 bbl de lodo de 15,4 lb/gal (lodo 2).Etapa 1. Dibujar un diagrama.Etapa 2. Determinar las componentes y

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productos con valores conocidos e incógnitas.Etapa 3. Desarrollar el balance de masas yvolúmenes.VFinal Final = VLodo1 Lodo1 + VLodo2 Lodo2

VFinal = VLodo1 + VLodo2

A este punto, el balance de masas también tiene dos incógnitas (VLodo1 y VLodo2).Resolver el balance de volúmenes para una incógnita y luego sustituirla en elbalance de masas.1.000 bbl = VLodo1 + VLodo2

VLodo2 = 1.000 bbl – VLodo1

Etapa 4. Sustituir una incógnita en el balance de masas y resolver la ecuación.VFinal Final = VLodo1 Lodo1 + VLodo2 Lodo2

1.000 x 14 = VLodo1 x 11,2 + (1.000 – VLodo1) x 15,414.000 = (VLodo1 x 11,2) + 15.400 – (VLodo1 x 15,4)VLodo1 (15,4 – 11,2) = 15.400 bbl – 14.000 bbl = 1.4001.400VLodo1 = = 333,3 bbl(15,4 – 11,2)Etapa 5. Determinar la segunda incógnita y calcular el consumo de material.VLodo2 = 1.000 bbl – VLodo1

VLodo2 = 1.000 – 333,3 = 666,7 bblPor lo tanto, para preparar 1.000 bbl (159 m3) de lodo de 14,0 lb/gal (1,68kg/l), los siguientes volúmenes de lodos disponibles deberían ser mezclados:Sistema métrico: Usar las mismas ecuaciones y sustituir usando los factores deconversión (ver el Ejemplo 1).

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Conclusión.

La contaminación de los fluidos de perforación

CONTAMINACIÓN

El potencial de contaminación de lassalmueras claras es fuerte, debido a lanaturaleza química de los sales base yde los aditivos. Varios de loscontaminantes más comunes sedescribieron anteriormente,incluyendo el hierro soluble einsoluble creado cuando se bombeasalmuera no inhibida a través desistemas de tuberías metálicas.Otra fuente principal decontaminantes son los sólidos nofiltrados que permanecen dentro delpozo. Estos sólidos pueden ser sólidosperforados de la formación, aceite,condensado, grasa, grasa para roscas oimpurezas en la sal base. Cualquieraque sea la fuente, estoscontaminantes suelen crear problemaspara la filtración y pueden causardaños a la formación. Lacontaminación también puede sercausada por las reacciones químicasde las salmueras, los aditivos y losagentes tensioactivos con las rocas dela formación, los hidrocarburos o lasaguas de la formación.

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Bibliografía.

Manual de fluidos de perforación.