72056471 Control de Solidos de Perforacion

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CONTROL DESLIDOS ENPERFORACIN


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Efecto del tamao de los slidos

Volume 1 3Area Superficial = 12 2

Volumen = 1

Area Superficial = 62

1500

1000

500

0

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Numero de divisiones

Areasuperficial(plg

2)


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Aumento en el consumo de materiales (costos) Aumento en la prdida de presin por friccin en el espacio anular

Disminucin de la eficiencia de limpieza

Disminucin significativa de la velocidad de penetracin (ROP)

Dao a la formacin Aceleracin del desgaste de los equipos, herramientas y disminucin

de la vida de la mecha

Embolamiento de la mecha

Disminucin de la eficiencia en la cementacin

Pega de tubera

Aumento del Torque y Arrastre

Arremetidas, prdidas de circulacin, suabeo y surgencia

Aumento de costos para la disposicin de desechos

Aumento del impacto ambiental

Efecto del contenido de slidos en el xito de

las operaciones de perforacin

Por qu controlar el contenido de slidos?


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Efecto en la tasa de penetracin

K: Constante

r: Densidad del fluido

V: Velocidad del fluido

D: Dimetro

m: Viscosidad del fluido)k(

VD

Re

Re1:Nmero de Reynolds

Re2:Nmero de Reynolds para un fluido

con propiedades constantes

ROP1: Tasa de penetracin para Re1

ROP2: Tasa de penetracin para Re2VP1, VP2: Viscosidad plstica

45.0

Re1

12

2Re

)(ROPROP 45.0

1

12

2 )(ROPROPVP

VP

Nmero de

Reynolds

Tamao departcula

Fluido %slidos

% < 1 % > 1 ROP(ft/hr)

Agua 0 23

Lodo A 8,6 1,4 7,2 16,5

Lodo B 7,1 7,1 21,5

Lodo C 2,8 2,8 22,4

Lodo D 11,6 5,7 5,9 6

Lodo E 6,2 5,2 1 8,5


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Dilucin

Descarte dilucin

Separacin mecnica

con equipos de control

de slidos

Floculacin

1

2

3

4

Tcnicas de control de slidos


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1. Dilucin

Hoyo 8 3/4"

Washout 9 3/4"ROP: 15 pie/hr a 20 pie/hrVolumen del sistema inicial: 1000 barrilesMantener la densidad del lodo en 8,8 lb/galcon 8,33 lb/galCosto del fluido: 7$/barril

Slidoremovido,

%

Dilucinrequerida,

barriles/da

Costo dedilucin,

$/da

0255060708090

76656937930122715275

536239832653210715891064525

Incremento del costo por:Dilucin, aceite o agua

Aditivos del lodo

Disposicin de desechos

Volumen de

dilucin =Slidos perforados

% de slidos a mantener

Fluido con5% slidos

Slidosperforados

Fluido con5% slidos

Fluido paradilucin


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2. Descarte y dilucin

Fluido con5% slidos

Slidosperforados

Fluido paradilucin

Fluido con

5% slidos

Slidosremovidos

Equipos deSeparacinmecnica

Fluidodescartado

Se descartan lascorrientes concentradas

en slidos

Elimina parte del fluido concentrado enslidos y mantiene una porcin para diluir


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3. Floculacin

Adicin de sustancias floculantes

permiten el cambio en el pH, fuerza

inica del medio, o minimiza carga

elctrica superficial repulsiva,

permitiendo la aglomeracin de

partculas facilitando su separacin


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4. Separacin mecnica

4.1 Zarandas

Remover la mayor cantidad de ripios segn su tamao

Represente la primera lnea de defensa


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Mallas

Tridimensionales: Piramidales

Malla% de rea

abiertaAncho de la

abertura,

10x10 56.3 1910

20x20 46.2 841

30x30 32.1 516

40x40 36.0 380

50x50 30.3 279

60x60 30.5 234

80x80 31.4 177

100x100 30.3 140

120x120 30.5 118

150x150 37.9 105

200x200 33.6 74

250x250 36.0 63

325x325 30.5 44

CuadradasMalla

% de reaabierta

Ancho de la

abertura,

20x30 41.8 914/490

20x40 35.6 940/305

20x60 34.0 1041/193

40x60 29.4 406/193

40x80 35.6 457/140

Rectangulares

Bidimensionales:Cuadradas y

Rectangulares


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APLICACIONES

Remover partculas slidas del fluidode perforacin no densificado.

TIPOSDesarenadores :Conos >=6 plg

Tamao mnimo de partculasremovidas: 40-59 Deslimadores :Conos


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4.2 Hidrociclones

Recomendaciones

En la perforacin de los hoyos de superficies es

importante la utilizacin de desarenadores

La presin de alimentacin de los hidrociclones

debe corresponder a cuatro veces la densidad del

fluido de perforacin. Esta regla indica al operador

que existe la velocidad adecuada del fluido dentro

de los hidrociclones que genere suficiente fuerza G


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4.3 Limpiador de fluido

Proceso en dos etapas, despusque el fluido es procesado por laszarandas:

El fluido es procesado por loshidrociclones

La descarga de los hidrocicloneses procesada por una zaranda


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4.3 Limpiador de fluido

Recomendaciones

El uso del tres en uno en la perforacin de los hoyos

intermedios y productores para minimizar la cantidad de

arena en el lodo y cuando se tengan altas tasas de

penetracin

Cuando las zarandas primarias o secundarias no son

suficientes para remover los slidos generados. En este

caso se debe utilizar de los deslimadores y no los

desarenadores


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4 4 C t f


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Slidos Fluido

4.4 Centrfugas

Funcionamiento


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4 S i i


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4.4 Zaranda Secadora

Recupera gran cantidad de fluido Usa mallas ms finas Es la ltima lneas de defensa Reduce el impacto ambiental, ya que desecha

menos fluido


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Diseo Ideal de


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a las bombas

de lodo

Flowline al imenta a un

divisor de f lujo de

manera que cada shaker

maneje ig ual caudal

Degasificador

Bypass para operaciones de cementacin

Zaranda

secadora

Recuperacion de

Barita (fluidos

densificados)

Tanque de slidos para

tratamiento

Centrifugas

Sol idos

descar tados

Diseo Ideal de

Control de Slidos


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Mtodo API

Dearing (Chevron)BP

Eficiencia de Control de Slidos

Mtodo API

Vmb= Vbf*Fbf

Vmb

Vbf

Fbf

Volumen de fluido a preparar

Volumen de fluido baseagregado al sistema

Fraccin de fluido base

Vds = H*D^2*

(1+W)/1029

Vds

H

D

W

Volumen de slidosperforados

profundidadDimetro del hoyo

Washout

Dt = Vds/ FdsDt

Fds

Volumen total de dilucin

Fraccin de slidos

Fd = Vmb/Dt Fd Factor de dilucin

ERS= (1-Fd)*100 ERS Eficiencia de remocin deslidos, %

Evala el rendimiento de los equiposRepresenta el porcentaje de slidos

de peroracin removidos del sistema

Mtodo estandarizado por la API(Norma 13-C)

Efi i i d C t l d Slid


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Veds =

(Vdsi+Vdsf)/2

Veds

Vdsi

Vdsf

Porcentaje Volumtrico promedio deslidos perforados, %Porcentaje Volumtrico promedio

inicial de slidos perforados, %Porcentaje Volumtrico promediofinal de slidos perforados, %

Vd = H*D^2* /1029

VdHDW

Volumen de slidos perforados,barrilesProfundidad, piesDimetro del hoyo, pulgadasWashout, fraccin

VBi=Vsi*Vhgsi//100

Vbi

VsiVhgsi

Volumen inicial de barita en el

sistema, barrilesVolumen inicial del fluido, barrilesPorcentaje inicial de slidos de altagravedad en el sistema, %

VBc= Sc/14.71Sc

VBcSacos de barita consumidaVolumen de barita consumida porintervalo, barriles

VBf =

Vsf*Vhgsf/100

VBf

VsfVhgsf

Volumen final de barita en el sistemaintervalo, barriles

Volumen final del fluido, barrilesPorcentaje final de slidos de altagravedad en el sistema, %

VBu= VBi+VBc-VBf VBu Volumen total de barita usada,barriles

Vu =(VBu*100)/Vhgs

VuContenido promedio de slidos dealta gravedad contenidos en elsistema %

Fm = Vu/Vd Fm Fraccin de lodo usado

ERS= 100-(1+Fm)*Veds

ERS Eficiencia de remocin de slidos, %

Eficiencia de Control de SlidosBalances de masa

Vds = H*D^2* (1-W)/1029

VdsHD

W

Volumen de slidos perforados,barrilesProfundidad, pies

Dimetro del hoyo, pulgadasWashout , fraccin

Vdsr = ( Vds*(100-ERS)/100

VdsrE

Volumen de slidos retenidos en elfluido despus de perforar, barriles

Vu = La + VMA

VuLa

VMA

Volumen de fluido a preparar,barrilesVolumen de lquido aadido, blsVolumen de aditivos aadidos, bls

Ds = Vi+Vu+Vdrs DsVi

Volumen total del sistema, barrilesVolumen inicial del fluido, barriles

Fds =(Fdsi*Vi)+Vdrs/Vs

Fds

Fdsi

Vs

Fraccin volumtrica de slidosperforados en el sistemaFraccin volumtrica inicial deslidos perforados en el sistemaVolumen total del sistema, barriles

Cmat =

(Cmati*Vi)+Wmata)/Vs

Cmat

Cmati

Wmata

Conc. de aditivos en el fluido, lpbConcentracin inicial de aditivos en

el fluido, lpbPeso de los aditivos aadidos, libras

IF= Fr-FBar-FBent-Fds

IFFr

FBarFbentFds

Factor de iteracinFraccin de slidos por retortaFraccin de barita en el fluidoFraccin de bentonita en el fluidoFraccin de slidos perforados

ERS = ((Vds-

Vdsr)*100) /VdsERS Eficiencia de remocin de slidos, %

Dearing BP


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Principales empresas de control de


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Zaranda LCM-2D de Movimiento Lineal

Desarenador de Alta Presin Tuboscope Brandt HPD

Centrfuga Decantadora Hidrulica HS-3400

Centrfuga Decantadora Hidrulica HS-3400 FVSD

Tornado Secador


slidos



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Oiltools de Venezuela

Flo-line Scalper

Flo divider

Zaranda de Movimiento Lineal

Zaranda "High G Dryer" 7,3 Gs

CentrfugasDE-1000 - FHD

Mallas piramidales


slidos


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