UNIVERSIDAD UTE

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E

INDUSTRIAS

CARRERA DE INGENIERÍA DE PETRÓLEOS

EVALUACIÓN DEL USO DE SAVIA DE PINO (PINUS

RADIATA) COMO BASE PARA INHIBIDOR DE ARCILLAS DE

FLUIDOS DE PERFORACIÓN DE POZOS DE PETRÓLEO,

MEDIANTE PRUEBAS DE LABORATORIO

TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO

DE INGENIERO DE PETRÓLEOS

DAVID ALEJANDRO BARRERA AYALA

DIRECTOR: ING. FAUSTO RENÉ RAMOS AGUIRRE MSc.

Quito, octubre 2018

© Universidad UTE. 2018

Reservados todos los derechos de reproducción

FORMULARIO DE REGISTRO BIBLIOGRÁFICO

PROYECTO DE TITULACIÓN

DATOS DE CONTACTO

CÉDULA DE IDENTIDAD: 1718650409

APELLIDOS Y NOMBRES: David Alejandro Barrera Ayala

DIRECCIÓN: Av. De los Guayacanes N53-22 y Avigiras.

El Edén

EMAIL: davidbarreraayala@hotmail.com

TELÉFONO FIJO: 023285013

TELÉFONO MÓVIL: 0995331372

DATOS DE LA OBRA

TÍTULO

Evaluación del uso de savia de pino (Pinus

Radiata) como base para inhibidor de

arcillas de fluidos de perforación de pozos

de petróleo, mediante pruebas de

laboratorio

AUTOR David Alejandro Barrera Ayala

FECHA DE ENTREGA DEL

PROYECTO DE TITULACIÓN 22 de octubre 2018

DIRECTOR DEL PROYECTO DE

TITULACIÓN Ing. Fausto René Ramos Aguirre MSc.

PROGRAMA Pregrado

TÍTULO POR EL QUE OPTA Ingeniero de Petróleos

RESUMEN

El presente trabajo de titulación tuvo como

objetivo evaluar el uso de savia de pino

(Pinus Radiata) como base para inhibidor

de arcillas de fluidos de perforación base

agua de pozos de petróleo, mediante

pruebas de laboratorio. Se obtuvo savia de

pino mediante el método de extracción

propuesto por Charles Herty, hasta obtener

la cantidad de savia deseada para realizar

pruebas de laboratorio, toda la savia de

pino fue almacenada para que no pierda

sus propiedades físicas o químicas. Los

lodos de perforacion contienen en su

formulacion controladores de filtrado. Se

parte de un lodo que contiene 4 g de

controlador de filtrado + 2 g de inhibidor de

arcillas comercial (G319) en 350 mL de

lodo, equivalente a 4 lb de controlador de

filtrado y 2 lb de inhibidor de arcillas en un

barril de lodo, este lodo prototipo tiene las

siguientes características, 10 cP de

viscosidad plástica, 4 lb/100 pies2 de punto

cedente, 18.5 mL por 30 minutos de filtrado

y disminuye en 36 % el hinchamiento lineal.

Existen dos tipos de controladores de

filtrado, de alto y baja viscosidad. Se

elaboraron un total de doce formulaciones

de lodos de perforación, con la misma

cantidad de controlador de filtrado y

variando la cantidad de inhibidor de savia

de Pino, desde 0 g hasta 10 g en 350 mL de

lodo, equivalente a 10 lb en un barril, a las

que se realizaron ensayos de filtrado, punto

cedente, viscosidad plástica, e

hinchamiento lineal dinámico; los resultados

se compararon con la formulación prototipo,

y se determina que aquella que contiene 10

g de savia de pino + 4 g de controlador de

filtrado en 350 mL de lodo, equivalente a 10

lb de savia de pino por barril de lodo,

presenta las características más cercanas

al prototipo. Se concluye que la savia de

pino en todas las formulaciones, no afecta

las propiedades reológicas del lodo, ni al

control del filtrado; en la prueba de

hinchamiento lineal, que es la determinante

se obtuvo que al utilizar solamente lodo

base, el hinchamiento de arcillas fue de

42.40 %; por otro lado al utilizar 10 gramos

de savia de pino, el porcentaje de

hinchamiento de arcillas se redujo a 38.60

%, mientras que utilizando un inhibidor de

arcillas comercial, el resultado fue de 36.01

%. Con estos valores se determinó que el

inhibidor de arcillas de savia de pino

funciona efectivamente cumpliendo con su

finalidad de reducir el hinchamiento de

arcillas, sin afectar las propiedades del lodo

base y sus aditivos.

PALABRAS CLAVE

Fluido de perforación, savia de pino,

inhibidor de arcillas, hinchamiento de

arcillas.

ABSTRACT

The objective of this thesis work was to

evaluate the use of pine (Pinus Radiata) sap

as a base for inhibiting clay from water well

drilling fluids from oil wells, by laboratory

tests. Pine sap was obtained by the

extraction method proposed by Charles

Herty, until obtaining the amount of sap

wished to perform laboratory tests, all the

pine sap was vacuum packed so that it does

not lose its physical or chemical properties.

Drilling muds contain filter controllers in their

formulation. Part of a sludge containing 4 g

of filtrate controller + 2 g of commercial

clays inhibitor (G319) in 350 mL of sludge,

equivalent to 4 lb of filtering controller and 2

lb of clay inhibitor in a mud barrel, this

prototype sludge has the following

characteristics, 10 cP of plastic viscosity, 4

lb / 100 ft2 of yielding point, 18.5 mL for 30

minutes of filtering and decreases in 36 %

the linear swelling. There are two types of

filtering controllers, high and low viscosity,

for this work in all formulations the low

viscosity controller was used. A total of

twelve drilling mud formulations were made,

with the same amount of filtering controller

and varying the amount of pine sap inhibitor,

from 0 g to 10 g in 350 mL of mud,

equivalent to 10 lb in a barrel , to which

filtration tests, yield point, plastic viscosity,

and dynamic linear swelling were carried

out; the results were compared with the

prototype formulation, and it is determined

that the one containing 10 g of pine sap + 4

g of filter controller in 350 mL of mud,

equivalent to 10 lb of pine sap per barrel of

mud, presents the characteristics closest to

the prototype. It is concluded that the pine

sap in all the formulations does not affect

the rheological properties of the sludge or

DEDICATORIA

A mis padres César y Grace, por apoyarme en todo lo que pueden y siempre

esperar más de mí. Por darme toda su confianza y fuerzas para terminar

este trabajo.

A mis abuelos Marlene, Augusto, Iván y Elizabeth, por mantenerse al

pendiente de mis estudios y de mis necesidades, así también como

recibirme con los brazos abiertos en cualquier circunstancia.

A mi hermana Stephy, por ser una amiga más en quien puedo depositar toda

mi confianza sin tener que preocuparme por nada.

David

AGRADECIMIENTO

A la Universidad UTE, y a todos sus docentes por compartir sus

conocimientos y experiencias con sus alumnos, de manera que nos espere

un brillante futuro.

A la empresa CNPC – CCDC por la ayuda brindada para el desarrollo del

presente trabajo, así como los equipos y herramientas prestadas.

A mis padres por ser un modelo para mí siempre, y demostrarme que nada

es imposible si se lo desea con ganas. Por facilitarme las herramientas

necesarias para culminar mis estudios, y también por cada una de sus

enseñanzas a lo largo de mi vida.

A mis abuelos, que sé que estarán orgullosos con este logro, ya que día a

día depositaban su confianza en mí, rezaban por mí y hacían todo por mí.

A mi hermana Stephy, por darme su apoyo y por decirme día a día que debo

acabar este trabajo.

A mi novia Jackeline Coronel, quien fue de gran ayuda para realizar este

trabajo, por su cariño, comprensión, amor, enseñanzas y enojos. También

por demostrarme con su trabajo de titulación que aunque todo esté en mi

contra, siempre habrá una luz de esperanza, y esa luz es la que debemos

seguir y a la que debemos aferrarnos.

A mis amigos y compañeros a lo largo de mi vida estudiantil, ya que sin ellos

no hubiese llegado a donde estoy.

A todos Gracias.

David

i

ÍNDICE DE CONTENIDOS

PÁGINA

RESUMEN 1

ABSTRACT 2

1. INTRODUCCIÓN 3

1.1 OBJETIVOS 7

1.1.1 OBJETIVO GENERAL 7

1.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 7

2. METODOLOGÍA 8

2.1 PROCESO DE EXTRACCIÓN DE SAVIA DE PINO 8

2.1.1 ALMACENAMIENTO DE SAVIA DE PINO 8

2.2 DISEÑO DE LODOS DE PERFORACIÓN PARA ENSAYOS DE

LABORATORIO 8

2.3 COMPARACIÓN DE VISCOSIDAD PLÁSTICA, PUNTO

CEDENTE, Y FILTRADO API 9

2.3.1 REOLOGÍA DE LAS FORMULACIONES PROPUESTAS 9

2.3.2 PRUEBA DE FILTRADO 10

2.4 RENDIMIENTO DE LA SAVIA DE PINO COMO INHIBIDOR DE

ARCILLAS 10

2.4.1 PRUEBA DE HINCHAMIENTO LINEAL DINÁMICO 10

2.4.1.1 Pastillas de Bentonita 10

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 11

3.1 MÉTODO DE EXTRACCIÓN DE SAVIA DE PINO 11

3.2 COMPARACIÓN DE PROPIEDADES REOLÓGICAS Y DE

FILTRADO EN LODOS FORMULADOS 12

3.2.1 ENSAYO DE REOLOGÍA DE LODO BASE 12

3.2.2 ENSAYO DE REOLOGÍA DE LODO BASE + INHIBIDOR

COMERCIAL (F11) 13

ii

PÁGINA

3.2.3 ENSAYOS DE REOLOGÍA DE LODOS FORMULADOS CON

SAVIA DE PINO 13

3.2.4 ENSAYOS DE FILTRADO API DE LABORATORIO 14

3.3 EVALUACIÓN DEL RENDIMIENTO DE LA SAVIA DE PINO

COMO INHIBIDOR DE ARCILLAS 16

4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 19

4.1 CONCLUSIONES 19

4.2 RECOMENDACIONES 20

5. BIBLIOGRAFÍA 21

6. ANEXOS 23

iii

ÍNDICE DE TABLAS

PÁGINA

Tabla 1. Propiedades de los fluidos de perforación 4

Tabla 2. Fluidos de perforación, según especificaciones de la empresa

CNPC-CCDC 9

Tabla 3. Extracción de savia de pino por árbol 12

Tabla 4. Resultados de viscosidad plástica y punto cedente de F0 12

Tabla 5. Resultados de viscosidad plástica y punto cedente de F11 13

Tabla 6. Resultados de viscosidad plástica y punto cedente de F1 a F10 13

Tabla 7. Resultados de filtrado API de F0 a F11 15

Tabla 8. Resultados de pruebas de laboratorio de F0, F10 y F11 16

Tabla 9. Pruebas de hinchamiento lineal dinámico 16

iv

ÍNDICE DE FIGURAS

PÁGINA

Figura 1. Proceso de extracción de savia de pino 11

Figura 2. Resultados de viscosidad plástica y punto cedente de F0 a F11 14

Figura 3. Resultados de filtrado API de F0 a F11 15

Figura 4. Comportamiento de hinchamiento de arcillas 18

v

ÍNDICE DE ANEXOS

PÁGINA

ANEXO 1. Fotografía: Árbol de Pino 23

ANEXO 2. Extracción de Savia de Pino 23

ANEXO 3. Especificaciones Técnicas del Viscosificante Utilizado 24

ANEXO 4. Especificaciones Técnicas del Controlador de Filtrado de

Baja Viscosidad Utilizado 24

ANEXO 5. Viscosímetro Rotativo OFITE 900 25

ANEXO 6. Filtro Prensa API OFITE 25

ANEXO 7. Equipo Dinamic Swellmeter marca OFITE 26

ANEXO 8. Pastillas de Bentonita 26

ANEXO 9. Descripción Ensayos de Laboratorio 27

1

RESUMEN

El presente trabajo de titulación tuvo como objetivo evaluar el uso de savia

de pino (Pinus Radiata) como base para inhibidor de arcillas de fluidos de

perforación base agua de pozos de petróleo, mediante pruebas de

laboratorio. Se obtuvo savia de pino mediante el método de extracción

propuesto por Charles Herty, hasta obtener la cantidad de savia deseada

para realizar pruebas de laboratorio, toda la savia de pino fue almacenada

para que no pierda sus propiedades físicas o químicas. Los lodos de

perforacion contienen en su formulacion controladores de filtrado. Se parte

de un lodo que contiene 4 g de controlador de filtrado + 2 g de inhibidor de

arcillas comercial (G319) en 350 mL de lodo, equivalente a 4 lb de

controlador de filtrado y 2 lb de inhibidor de arcillas en un barril de lodo, este

lodo prototipo tiene las siguientes características, 10 cP de viscosidad

plástica, 4 lb/100 pies2 de punto cedente, 18.5 mL por 30 minutos de filtrado

y disminuye en 36 % el hinchamiento lineal. Existen dos tipos de

controladores de filtrado, de alto y baja viscosidad. Se elaboraron un total de

doce formulaciones de lodos de perforación, con la misma cantidad de

controlador de filtrado y variando la cantidad de inhibidor de savia de Pino,

desde 0 g hasta 10 g en 350 mL de lodo, equivalente a 10 lb en un barril, a

las que se realizaron ensayos de filtrado, punto cedente, viscosidad plástica,

e hinchamiento lineal dinámico; los resultados se compararon con la

formulación prototipo, y se determina que aquella que contiene 10 g de savia

de pino + 4 g de controlador de filtrado en 350 mL de lodo, equivalente a 10

lb de savia de pino por barril de lodo, presenta las características más

cercanas al prototipo. Se concluye que la savia de pino en todas las

formulaciones, no afecta las propiedades reológicas del lodo, ni al control del

filtrado; en la prueba de hinchamiento lineal, que es la determinante se

obtuvo que al utilizar solamente lodo base, el hinchamiento de arcillas fue de

42.40 %; por otro lado al utilizar 10 gramos de savia de pino, el porcentaje

de hinchamiento de arcillas se redujo a 38.60 %, mientras que utilizando un

inhibidor de arcillas comercial, el resultado fue de 36.01 %. Con estos

valores se determinó que el inhibidor de arcillas de savia de pino funciona

efectivamente cumpliendo con su finalidad de reducir el hinchamiento de

arcillas, sin afectar las propiedades del lodo base y sus aditivos.

PALABRAS CLAVE: Fluido de perforación, savia de pino, inhibidor de

arcillas, hinchamiento de arcillas.

2

ABSTRACT

The objective of this thesis work was to evaluate the use of pine (Pinus

Radiata) sap as a base for inhibiting clay from water well drilling fluids from

oil wells, by laboratory tests. Pine sap was obtained by the extraction method

proposed by Charles Herty, until obtaining the amount of sap wished to

perform laboratory tests, all the pine sap was vacuum packed so that it does

not lose its physical or chemical properties. Drilling muds contain filter

controllers in their formulation. Part of a sludge containing 4 g of filtrate

controller + 2 g of commercial clays inhibitor (G319) in 350 mL of sludge,

equivalent to 4 lb of filtering controller and 2 lb of clay inhibitor in a mud

barrel, this prototype sludge has the following characteristics, 10 cP of plastic

viscosity, 4 lb / 100 ft2 of yielding point, 18.5 mL for 30 minutes of filtering and

decreases in 36 % the linear swelling. There are two types of filtering

controllers, high and low viscosity, for this work in all formulations the low

viscosity controller was used. A total of twelve drilling mud formulations were

made, with the same amount of filtering controller and varying the amount of

pine sap inhibitor, from 0 g to 10 g in 350 mL of mud, equivalent to 10 lb in a

barrel , to which filtration tests, yield point, plastic viscosity, and dynamic

linear swelling were carried out; the results were compared with the prototype

formulation, and it is determined that the one containing 10 g of pine sap + 4

g of filter controller in 350 mL of mud, equivalent to 10 lb of pine sap per

barrel of mud, presents the characteristics closest to the prototype. It is

concluded that the pine sap in all the formulations does not affect the

rheological properties of the sludge or the control of the filtrate; in the linear

swelling test, which is the determining factor, it was obtained that when using

only base mud, the swelling of clays was 42.40 %; On the other hand, when

using 10 grams of pine sap, the percentage of swelling of clays was reduced

to 38.60 %, while using a commercial clay inhibitor, the result was 36.01%.

With these values it was determined that the inhibitor of clays of pine sap

works effectively fulfilling its purpose of reducing the swelling of clays, without

affecting the properties of the base mud and its additives.

KEY WORDS: Drilling fluid, pine rosin, clay inhibitor, swelling of clays.

1. INTRODUCCIÓN

3

1. INTRODUCCIÓN

Los fluidos de perforación o lodos de perforación, son sustancias o mezcla

de sustancias con aditivos u otros productos. Estos fluidos son usados para

cumplir funciones específicas durante la perforación de un pozo reduciendo

los problemas que se presentan; para lograrlo, se debe hacer un estudio

previo sobre las necesidades del pozo, ya que todos los pozos tienen

diferentes exigencias (Grimaldo y Porras, 2016).

Un fluido de perforación debe cumplir con varias características, que son:

• Debe ser ambientalmente amigable, esto quiere decir que no debe ser

tóxico.

• No debe ser corrosivo ni inflamable.

• Debe ser inerte a contaminaciones de sales solubles o minerales.

• Sus propiedades no deben cambiar.

• No puede causar ningún tipo de daño a la formación.

• A altas temperaturas, este debe ser estable.

• Debe ser exento al desarrollo de bacterias.

• No debe ocasionar corrosión en en los equipos de superficie y fondo

(Arrieta, 2010).

El fluido de perforación es capaz de desempeñar varias funciones en el

pozo, el orden de importancia es determinado por las operaciones y la

condición del pozo. Las principales funciones del fluido de perforación son:

• Remoción de los cortes del pozo.

• Control de presiones en las formaciones perforadas.

• Transmitir potencia hidráulica a la broca.

• Facilitar la cementación.

• Controlar la corrosión.

• Suspensión y descarga de cortes.

• Mantener la estabilidad del pozo.

• Minimizar daños en la formación.

• Lubricación y enfriamiento de la broca.

• Evaluación de la formación (Energy-API, 2014).

Es importante que el fluido de perforación mantenga su calidad dentro de un

rango de valores establecido por los operadores encargados del pozo, de

esta manera se evita problemas de inestabilidad en el hoyo; estas

propiedades no son valores fijos, sino valores ajustables durante el proceso

de perforación (PDVSA, 2002).

4

La tabla 1 describe las propiedades físicas y químicas que se deben

mantener durante la perforación de un pozo.

Tabla 1. Propiedades de los fluidos de perforación

Propiedades Físicas Propiedades Químicas

Densidad Dureza

Viscosidad API

Viscosidad plástica Cloruros

Punto cedente

Filtrado API Alcalinidad

pH

% Arena Prueba de azul de metileno (MBT)

% Sólidos y líquidos

(PDVSA, 2002)

Un fluido de perforación consta de tres fases: una fase continua (líquida),

una fase discontinua (sólidos), y ocasionalmente una fase gaseosa.

Dependiendo del diseño o el arrastre del gas en formación, los fluidos de

perforación se clasifican en 3 grupos:

• Fluidos base agua.

• Fluidos base aceite.

• Fluidos neumáticos (Grimaldo y Porras, 2016).

Los fluidos base agua son aquellos cuya fase continua es agua fresca o

salada. Este tipo de fluidos son los más utilizados en la industria; ya que

tienen un menor impacto ambiental frente a los fluidos base aceite y a los

fluidos neumáticos, su mantenimiento y manejo es sencillo, además su costo

de preparación es . Al tener un diseño inicial básico, a medida que aumenta

la temperatura, presión y profundidad, incrementa a su vez la dificultad de

uso, debido a que se necesita que prosiga su buen desempeño durante todo

el trabajo de perforación (Grimaldo y Porras, 2016).

Los fluidos base agua se dividen en 3 tipos:

• Fluidos no inhibidores: Fluidos compuestos generalmente con

arcillas y bentonitas con presencia de soda cáustica (NaOH) o cal

(CaO). Este tipo de fluidos no eliminan el hinchamiento de arcillas

como se espera. Generalmente estos sistemas de fluidos se usan

como lodos de arranque o lodos de superficie, por lo que son

utilizados a muy poca profundidad (Grimaldo y Porras, 2016).

5

• Fluidos inhibidores: Este tipo de fluidos retardan el hinchamiento de

arcillas debido a la presencia de cationes como calcio, potasio y

sodio, o una mezcla de dos de estos. Generalmente estos sistemas

de fluidos se usan para la perforación de arcillas hidratables y arenas

con presencia de este tipo de arcillas (Araujo, 2012).

• Fluidos poliméricos: Estos fluidos poseen una adición de polímeros

con cadena larga y peso molecular alto. Son solubles en aceite, agua

y salmueras. Generalmente este tipo de sistemas de fluidos es

utilizado para reducir el contenido total de sólidos en arcillas, lo que

deriva en una tasa de perforación mayor (Grimaldo y Porras, 2016).

La presencia de arcillas en el pozo depende de dos factores importantes que

son: la presencia de rocas ígneas, y las alteraciones hidrotermales, es decir

la reacción química de la interacción agua-roca (Arenivar, Martínez, y Rivera,

2012).

Al intercambiar iones con distintos elementos, las partículas de arcillas

pueden alojar otras partículas en su espacio interlaminar, esto permite

cambios físicos en la estructura de la misma por lo que se produce

hinchamiento. Las partículas de arcilla tienen un tamaño pequeño, por lo que

la estructura al entrar en contacto con el agua, actúa como un sistema

coloidal. Ocurriendo esto, el tamaño de los granos aumentará, esto

ocasionará una reducción en la porosidad de la roca debido a

taponamientos. Para evitar el problema de hinchamiento de arcillas, es

necesario utilizar inhibidores (Rojas, 2018).

Los productos viscosificantes, son agregados a los lodos de perforación de

manera que se mejore su habilidad para remover los sólidos perforados y

suspender el material densificante, cuando se perfora un pozo. Sin embargo,

no todos los viscosificantes brindarán una limpieza efectiva y económica del

hoyo, y también corren el riesgo de sufrir interferencias mecánicas y

químicas del medio ambiente. La bentonita es un ejemplo de viscosificante,

es una arcilla compuesta de silicato de aluminio y sodio o calcio (PDVSA,

2002).

La herramienta encargada de medir el hinchamiento lineal, es usada para

medir deshidratación o hidratación de arcillas, ésta calcula el aumento o

reducción de longitud de la muestra con el paso del tiempo. Este ensayo

determina el tiempo que tarda determinada cantidad de agua en trasladarse

entre un par de electrodos sobre el papel filtro, determinando de esta

manera las propiedades hidratantes y de dispersión de arcillas, simulando

fuerzas cortantes presentes durante la perforación (Flores, Villamizar, Loza,

y Calderón, 2011).

6

Se realiza primero un ensayo de Tiempo de Succión Capilar a la arcilla, y

luego se prueba una variedad de lodos con el fin de determinar el mejor

inhibidor. Posteriormente los resultados deben ser graficados para observar

el porcentaje de hinchamiento de arcillas en minutos, y analizar los efectos

de inhibición que tienen los lodos sobre las arcillas (Flores, Villamizar, Loza,

y Calderón, 2011).

El Pino de Monterrey (Pinus Radiata), es un árbol de 30-40 m de altura,

verde todo el año. Es originario de California, actualmente se ha extendido

por todo el mundo mediante repoblación forestal. En Ecuador se lo

encuentra a lo largo de toda la Sierra (Sánchez, 2013).

La savia o resina de pino es una sustancia de consistencia pastosa que

brota del interior del pino. Esta sustancia es insoluble en agua, soluble en

alcohol, y se solidifica al entrar en contacto con el aire. Esta es una mezcla

de terpenos, ácidos grasos y ácidos resínicos. Los ácidos resínicos ocupan

la mayor parte con un 60 – 75 %, los terpenos ocupan 10 – 15 %, y el 5 – 10

% restante corresponde a agua y sustancias varias. En cuanto a valores

físicos, la savia de pino tiene un punto de inflamabilidad de 187 °C, una

densidad de 1.1 𝑔

𝑐𝑚3 , y un punto de fusión dentro del rango de 100 a 150 °C

(Pastor, 2001).

Francia, Estados Unidos y España son los países que más producen savia

de pino a nivel mundial. La savia de pino cuenta con una amplia variedad de

usos y aplicaciones alrededor del mundo, es empleado en la fabricación de

jabones, medicinas, desinfectantes, hule, adhesivos y barnices. En cuanto a

aplicaciones cosméticas, la savia de pino es clave para la fabricación de

ungüentos y pomadas (Michavila y Moreno-Gonzales, 2017).

7

1.1 OBJETIVOS

1.1.1 OBJETIVO GENERAL

Evaluar el uso de savia de pino utilizándola como base para inhibidor de

arcillas en fluidos de perforación base agua de pozos petroleros mediante

pruebas de laboratorio.

1.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Extraer savia de Pino (Pinus Radiata), para su posterior uso en

pruebas de laboratorio.

• Comparar propiedades reológicas del lodo formulado con savia de

pino en diferentes proporciones, utilizando controladores de filtrado.

• Evaluar el rendimiento de la savia de pino como inhibidor de arcillas

en fluidos de perforación base agua.

2. METODOLOGÍA

8

2. METODOLOGÍA

La realización de los ensayos de laboratorio necesarios para determinar la

efectividad de la savia de pino como inhibidor de arcillas para lodos de

perforación base agua, se efectuaron en las instalaciones de los laboratorios

de fluidos de perforación de la empresa CNPC – CCDC Ecuador (Chuanqing

Drilling Engineering Company Limited) ubicados en la Universidad UTE.

En las pruebas de laboratorio se comparó valores de: viscosidad plástica,

punto cedente, filtrado API y de inhibición de arcillas de diferentes

formulaciones de lodos, frente a una formulación prototipo utilizada

comercialmente en la perforación de pozos petroleros.

2.1 PROCESO DE EXTRACCIÓN DE SAVIA DE PINO

La savia utilizada en la realización de este trabajo fue extraída de árboles de

pino (Pinus Radiata) (ver anexo 1), localizados en la provincia de Loja.

El proceso de obtención de savia de pino (ver anexo 2) se desarrolló

llevando a cabo los pasos descritos en el método de Herty (1903). El método

de extracción de savia de pino se aplicó en 20 árboles a la vez para obtener

la cantidad necesaria de savia para realizar pruebas de laboratorio.

2.1.1 ALMACENAMIENTO DE SAVIA DE PINO

La savia de pino fue almacenada en bolsas de Polietileno con cierres de tipo

Zipper, para mantener el producto aislado del medio ambiente, de manera

que no tenga problemas con la humedad.

2.2 DISEÑO DE LODOS DE PERFORACIÓN PARA ENSAYOS

DE LABORATORIO

Se elaboró 12 lodos de perforación, de los cuales dos fueron utilizados como

prototipo, un lodo sin inhibidor de arcillas, y un lodo con un inhibidor de

arcillas comercial. Los diez lodos restantes contenían en su diseño savia de

pino en diferentes proporciones de 1 g a 10 g; además de otros aditivos

utilizados comúnmente en la preparación de fluidos de perforación. Estas

formulaciones se utilizaron para comparar sus valores de viscosidad plástica,

punto cedente, y de filtrado API. El diseño de los doce fluidos de perforación

se detalla en la tabla 2.

9

Tabla 2. Fluidos de perforación, según especificaciones de la empresa CNPC-CCDC

Componente Concentración

Formulación F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11

Savia de pino – (g) N/C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 N/C

Agua fría – (mL) 350

Viscosificante – (g) 0.25

Controlador de filtrado – (g) 4

CaCO3 (Malla 200) – (g) 20

CaCO3 (Malla 350) – (g) 20

NaOH – (g) 0.02

Inhibidor de arcillas comercial (g) N/C 2

En las formulaciones fue utilizado un viscosificante y controlador de filtrado

de baja viscosidad, proporcionados por la empresa CNPC – CCDC, cuyas

especificaciones técnicas se encuentran en los anexos 3 y 4

respectivamente.

2.3 COMPARACIÓN DE VISCOSIDAD PLÁSTICA, PUNTO

CEDENTE, Y FILTRADO API

2.3.1 REOLOGÍA DE LAS FORMULACIONES PROPUESTAS

Cada fluido fue sometido a ensayos de laboratorio para poder comparar sus

variaciones de viscosidad plástica y punto cedente. Para este proceso, se

utilizó un viscosímetro rotativo OFITE modelo 900 de 12 velocidades (ver

anexo 5).

• Viscosidad plástica

La viscosidad plástica se determina según la norma API Recommended 13

B-1 (2009). Utilizando la ecuación 1.

𝑉𝑝 = 𝐿𝑒𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎 600 𝑅𝑃𝑀 − 𝐿𝑒𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎 300 𝑅𝑃𝑀 [1]

• Punto cedente (Yield Point)

El punto cedente se determina según la norma API Recommended 13 B-1

(2009). Utilizando la ecuación 2.

𝑌𝑝 (𝑙𝑏 100𝑝𝑖𝑒𝑠2⁄ ) = 𝐿𝑒𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎 300 𝑅𝑃𝑀 − 𝑉𝑝 [2]

10

2.3.2 PRUEBA DE FILTRADO

La prueba de filtrado API se realizó para determinar si la savia de pino

influyó en el filtrado del fluido de perforación provocando cambios

indeseados. Las pruebas de filtrado, fueron desarrolladas mediante el

procedimiento que establece la norma API Recommended 13 B-1, utilizando

un filtro prensa marca OFITE (ver anexo 6).

2.4 RENDIMIENTO DE LA SAVIA DE PINO COMO INHIBIDOR

DE ARCILLAS

2.4.1 PRUEBA DE HINCHAMIENTO LINEAL DINÁMICO

La prueba de hinchamiento lineal dinámica se efectúo en el equipo Dinamic

Swellmeter, medidor de hinchamiento dinámico (ver anexo 7). Las pruebas

fueron realizadas durante un lapso de 24 horas siguiendo los procedimientos

que establece la norma API 13 B-1. La prueba de hinchamiento lineal

dinámico se desarrolló para evaluar el rendimiento de la savia de pino al

utilizarla como inhibidor de arcillas. Se añadieron a las muestras pastillas de

bentonita de 15 g, fabricadas previamente en una celda de compactación

marca OFITE, para evaluar el comportamiento de los lodos al entrar en

contacto con arcillas. Esto se lo desarrolló a una temperatura de 150F.

2.4.1.1 Pastillas de Bentonita

Se tamizó 15 g de bentonita en una malla de 200 micras y se la mezcló con

0.75 g de agua en un mortero con el fin de facilitar la compactación de cada

pastilla; en total se elaboraron cuatro pastillas. Cada mezcla fue colocada en

capsulas del equipo de compactación especificado previamente, a una

presión de 6000 psi por 30 minutos. Las pastillas (ver anexo 8) fueron

utilizadas para medir su hinchamiento al entrar en contacto con los fluidos

seleccionados para realizar pruebas de hinchamiento lineal dinámico.

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

11

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

3.1 MÉTODO DE EXTRACCIÓN DE SAVIA DE PINO

La savia de pino se extrajo de 20 árboles a través del método de obtención

propuesto por Charles Herty en 1903, como se detalla en la figura 1.

Figura 1. Proceso de extracción de savia de pino

Recolectar la savia y molerla de manera que se obtenga como resultado polvo.

El polvo de savia obtenido se tamizó con el uso de mallas metálicas de 200 µm para retirar impurezas.

Hacer cortes diagonales en forma de "V", justo por encima del balde y colocar pequeñas planchas metálicas.

Las planchas metálicas ayudaron a que se aproveche toda la savia extraída.

Amarrar un balde recolector al árbol, en la zona donde queda expuesta la parte interna del tronco.

El balde recolectó la savia extraída del pino.

Hacer un ligero corte a un metro de altura del suelo, para quitar la corteza, y rasparla.

Al raspar la corteza, se dejó expuesta la parte interna del árbol.

Buscar pinos grandes para obtener mejores resultados.

Se eligieron 20 árboles para acelerar el proceso de recolección.

Localizar un bosque con abundantes arboles de pino.

Se localizó en la ciudad de Loja un extenso bosque con pinos.

12

La cantidad de savia de pino extraída por cada árbol se muestra en la tabla

3.

Tabla 3. Extracción de savia de pino por árbol

Árbol de pino Savia de pino (g)1

1 25 ± 1.7

1 �̅� ± s desviación estándar; n = 20 tamaño de la muestra

Una vez determinado el método de extracción de savia se prosiguió a su

obtención; con el fin de mantener el producto aislado del medio ambiente

para que no tenga problemas de humedad, se lo empacó en bosas de

Polietileno con cierres de tipo Zipper hasta su empleo en la realización de

ensayos de laboratorio.

3.2 COMPARACIÓN DE PROPIEDADES REOLÓGICAS Y DE

FILTRADO EN LODOS FORMULADOS

Con la finalidad de realizar una comparación entre los valores de reología y

filtrado API se efectuaron las pruebas de laboratorio respectivas a las 12

formulaciones descritas en la tabla 2. Se contrastaron los resultados de la

formulación de lodo base (F0) y la formulación de lodo base + inhibidor

comercial (F11) con los valores de las formulaciones diseñadas con savia de

pino desde (F1) hasta (F10). De esta manera se seleccionó la formulación

de (F1) a (F10) con las características más cercanas a las de (F0) y (F11).

3.2.1 ENSAYO DE REOLOGÍA DE LODO BASE

En la tabla 4 se detallan los valores de viscosidad plástica y punto cedente

obtenidos de la formulación F0.

Tabla 4. Resultados de viscosidad plástica y punto cedente de F0

Lodo Base (F0)

Viscosidad plástica (cP) 12

Punto cedente (lb / 100 pies 2) 5

Las pruebas de reología del lodo base (F0), dieron como resultado 12 cP de

viscosidad plástica y 5 lb/100 pies2 de punto cedente, estos resultados

fueron tomados como referencia para comparar los valores alcanzados en

13

las siguientes formulaciones; las que deberán tener valores de punto

cedente y viscosidades similares para no afectar las propiedades del fluido

de perforación.

3.2.2 ENSAYO DE REOLOGÍA DE LODO BASE + INHIBIDOR

COMERCIAL (F11)

En la tabla 5 se muestran los valores de viscosidad plástica y punto cedente

obtenidos de la formulación F11.

Tabla 5. Resultados de viscosidad plástica y punto cedente de F11

Lodo Base + Inhibidor Comercial (F11)

Viscosidad plástica (cP) 10

Punto cedente (lb / 100 pies 2) 4

Una vez obtenidos los resultados de reología del lodo base se procedió a

realizar los ensayos de laboratorio con la formulación del lodo base +

inhibidor comercial, con el fin de observar si las propiedades reológicas

cambian en relación a las propiedades del lodo (F0).

El lodo formulado (F11) tuvo un valor de viscosidad plástica de 10 cP, y

punto cedente de 4 lb/100 pies2, los resultados de las propiedades

reológicas: viscosidad plástica y punto cedente de la formulación de lodo

base + inhibidor comercial son similares a los valores obtenidos en la

formulación (F0); por tanto se escogió los valores de (F0) y (F11) para

compararlos entre los resultados de los lodos formulados con savia de pino.

3.2.3 ENSAYOS DE REOLOGÍA DE LODOS FORMULADOS CON SAVIA

DE PINO

En la tabla 6 se detallan los valores de viscosidad plástica y punto cedente

obtenidos de las formulaciones de (F1) a (F10).

Tabla 6. Resultados de viscosidad plástica y punto cedente de F1 a F10

Lodos formulados con savia de pino

Formulación F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10

Viscosidad plástica (cP) 15 17 15 17 16 14 17 15 16 18

Punto cedente (lb / 100 pies 2) 6 5 6 2 7 4 3 8 6 4

14

En la figura 2 se observa los cambios de viscosidad plástica y punto

cedente a medida que se añadió savia de pino.

Figura 2. Resultados de viscosidad plástica y punto cedente de F0 a F11

A medida que la savia de pino fue añadida, la viscosidad plástica del fluido

de perforación también aumentó. Las especificaciones de la empresa CNPC

– CCDC indican como valor máximo de viscosidad plástica 20 cP para no

afectar las propiedades de un lodo de perforación. El resultado máximo de

viscosidad plástica alcanzado con las formulaciones diseñadas con savia de

pino es la de (F10) con un valor de 18 cP, por lo que se determinó que todas

las formulaciones con savia cumplen con especificaciones de viscosidad

plástica.

El punto cedente debe estar en el rango de 4 – 5 lb/100 pies2 para no afectar

las propiedades del lodo base según las especificaciones de la empresa

CNPC – CCDC. Los fluidos formulados con savia de pino (F2), (F6), y (F10);

poseen una variación de punto cedente similar a los resultados de (F0) y

(F11), por lo que dichas concentraciones resultaron ser las mejores al

momento de ser añadidas al fluido de perforación.

3.2.4 ENSAYOS DE FILTRADO API DE LABORATORIO

Se realizó el análisis de los valores de filtrado API, para las 12 formulaciones

especificadas en la tabla 2 y se seleccionó a la concentración de savia de

pino que menos cambio su filtrado en comparación a los valores obtenidos

con las formulaciones (F0) y (F11).

En la tabla 7 se muestran los valores de filtrado API de las formulaciones

detalladas en la tabla 2.

12

15

17

15

1716

14

17

1516

18

10

56

56

2

7

43

8

6

4 4

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11

Formulaciones

Vp (cP)

Yp (lb/100pies^2)

15

Tabla 7. Resultados de filtrado API de F0 a F11

Filtrado API

Formulación F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11

Filtrado (mL)

@ 30 min

19 19 22 19 23 21 20 19 24 23 19 19

Se verificó que al añadir savia de pino no se pierdan las propiedades del

controlador de filtrado en las formulaciones de (F1) a (F10) en comparación

a los valores de (F0) y (F11).

En la figura 3 se observa los valores de filtrado de todos los lodos

preparados, y su variación en cada caso.

Figura 3. Resultados de filtrado API de F0 a F11

En la figura 3 se puede observar que el lodo base (F0), presentó un filtrado

de 19 mL / 30min, al igual que la formulación (F11), lo que demostró que el

inhibidor comercial no afectó a las propiedades del controlador de filtrado

utilizado en los 12 lodos, para elegir a la mejor concentración de savia de

pino, se verificaron los valores de filtrado de las formulaciones de (F1) a

(F10). Las formulaciones que tienen el mismo valor de filtrado que (F0) y

(F11) son: (F1), (F3), (F7) y (F10).

Se seleccionó a la formulación (F10) para continuar con los ensayos de

hinchamiento lineal dinámico debido a que este fluido cumplió con los

parámetros de prueba tanto para filtrado como para reología. Los resultados

de los ensayos de laboratorio de la formulación seleccionada con savia de

pino junto con los valores de las formulaciones prototipo se detallan en la

tabla 8.

19 19

22

19

23

2120

19

2423

19 19

0

5

10

15

20

25

30

F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11

Filt

rado (

mL)

@ 3

0 m

in

Formulaciones

16

Tabla 8. Resultados de pruebas de laboratorio de F0, F10 y F11

Resultados de laboratorio

Formulación F0 F10 F11

Viscosidad plástica (cP) 12 18 10

Punto cedente (lb / 100 pies 2) 5 4 4

Filtrado (mL) @ 30 min 19 19 19

En base a los resultados descritos en la tabla 8, se seleccionó a las

formulaciones (F0), (F10) y (F11) para realizar los ensayos de hinchamiento

lineal dinámico, y así evaluar el rendimiento que tiene la savia de pino en la

inhibición de arcillas en comparación con un lodo formulado sin inhibidor de

arcillas y otro diseñado con un inhibidor de arcillas comercial.

3.3 EVALUACIÓN DEL RENDIMIENTO DE LA SAVIA DE PINO

COMO INHIBIDOR DE ARCILLAS

Los ensayos de hinchamiento lineal dinámico se realizaron por un periodo de

24 horas, de esta manera se examinó la interacción fluido – sólido con

bentonita en: agua fresca, lodo base (F0), lodo base + inhibidor comercial

(F11) y lodo base + 10 g de savia de pino (F10). Entre las tres formulaciones

se evaluó el control de hinchamiento de arcillas midiéndolo cada hora en el

periodo de tiempo establecido.

Tabla 9. Pruebas de hinchamiento lineal dinámico

Agua

Lodo Base

(F0)

Lodo base +

inhibidor

comercial

(F11)

Lodo base +

10 g de savia

de pino (F10)

Tiempo (hrs)

Hinchamiento

de arcillas

(%)

Hinchamiento

de arcillas

(%)

Hinchamiento

de arcillas

(%)

Hinchamiento

de arcillas

(%)

1 8.00 6.50 6.15 7.55

2 14.57 10.86 10.20 12.76

3 21.90 14.47 14.09 16.66

4 27.29 16.99 16.76 19.29

5 31.36 19.16 19.07 21.58

6 34.40 21.05 21.17 23.51

7 37.44 22.92 22.97 25.14

17

Tabla 9. Pruebas de hinchamiento lineal dinámico continuación…

8 39.94 24.67 24.49 26.74

9 41.99 26.17 25.88 28.00

10 44.15 27.50 27.07 29.17

11 46.12 28.83 28.10 30.33

12 48.03 30.07 28.97 31.32

13 49.77 31.29 29.78 32.24

14 51.54 32.46 30.42 33.02

15 52.99 33.37 31.21 33.86

16 54.44 34.56 31.88 34.46

17 55.87 35.51 32.60 35.15

18 57.13 36.58 33.16 35.73

19 58.48 37.29 33.77 36.38

20 59.79 38.18 34.23 36.87

21 60.88 39.03 34.71 37.41

22 62.19 39.90 35.17 37.90

23 63.41 40.55 35.68 38.36

24 64.59 42.40 36.01 38.60

En la tabla 9 se pueden observar los cambios que se presentaron en un

lapso de 24 horas en el hinchamiento de arcillas en contacto con agua, y las

formulaciones (F0), (F10) y (F11). Al entrar en contacto con agua las arcillas

presentaron un hinchamiento máximo de 64.59 %; en base a este porcentaje

se evaluó la capacidad de los 3 fluidos seleccionados para retrasar

gradualmente el hinchamiento.

Al añadir lodo base, se presentó un hinchamiento de 42.40 %, lo que

representó una mejora de 22.19 % en contraste al hinchamiento natural que

tienen las arcillas al entrar en contacto con agua fresca. El hinchamiento de

arcillas que se produjo al utilizar la formulación (F11) es de 36.01 %,

representando un valor de mejora de 28.58 %; mientras que cuando se

utilizó la formulación (F10) el hinchamiento fue de 38.60 %, lo que significó

una mejoría de 25.99 %.

18

Figura 4. Comportamiento de hinchamiento de arcillas

En la figura 4 se muestra el comportamiento del hinchamiento de arcillas al

entrar en contacto con (F0), (F10) y (F11), se puede observar que durante

las primeras 11 horas, (F0) y (F11) tienen el mismo comportamiento;

mientras que la formulación (F10) recién retardará el hinchamiento de

arcillas a partir de las 15 horas de estar en contacto con las mismas.

La formulación (F10) redujo el hinchamiento de arcillas 3.80% mejor que la

formulación (F0); mientras que (F11) redujo el hinchamiento de arcillas 6.39

% mejor que la formulación (F0). Por lo tanto, resultó que el rendimiento del

lodo formulado con inhibidor de arcillas comercial (F11) es mejor en 2.59 %

que el rendimiento de la formulación del lodo con 10 g de savia de pino

(F10).

La mejor concentración con savia de pino resultó ser la de 10 g por cada 350

mL de agua, con ésta formulación el lodo no perdió sus propiedades

reológicas y de filtrado, por lo que se utilizó tal concentración para los

ensayos de hinchamiento lineal dinámico evaluando su rendimiento frente a

un lodo base y un lodo formulado con un inhibidor de arcillas comercial.

Sin embargo, a pesar de que la savia de pino funcionó como inhibidor de

arcillas a la máxima concentración posible, no compite con un inhibidor

comercial, a menos que la concentración utilizada sea mayor, pero de serlo,

la formulación del lodo variaría en las propiedades reológicas y de filtrado,

alterando su diseño original.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 10 20 30 40

Hin

cham

iento

de a

rcill

as (

%)

Tiempo (horas)

Lodo base

Lodo base + inhibidorcomercial

Lodo base + savia de pino

4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

19

4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

4.1 CONCLUSIONES

• Se seleccionó como proceso de extracción y recolección de savia de

pino al método propuesto por Charles Herty, una vez obtenida la

materia prima se la guardó en bolsas herméticas cerradas al vacío

hasta su posterior empleo en ensayos de laboratorio, de ésta manera

las pruebas fueron realizadas a las mismas condiciones sin perder las

propiedades de la savia.

• Se comparó las propiedades reológicas entre los fluidos prototipo (F0)

y (F11) con los fluidos formulados con savia de tipo, de ésta

comparación se escogió a los fluidos (F2), (F6) y (F10) debido a que

cumplieron con especificaciones de la empresa CNPC – CCDC.

• Con las pruebas de filtrado se determinó que los fluidos (F1), (F3),

(F7) y (F10) presentaron los mismos valores de filtrado que los fluidos

prototipo (F0) y (F11).

• Se escogió al fluido (F10) para realizar los ensayos de hinchamiento

lineal dinámico, ya que fue el único fluido que cumplió con los valores

tanto de reología como de filtrado detallados por la empresa CNPC –

CCDC.

• La formulación (F10) redujo el hinchamiento de arcillas 25.99 % en

contraste al hinchamiento de las arcillas cuando entraron en contacto

con el agua fresca que fue de 64.59 %.

• La formulación (F11), permitió un hinchamiento de arcillas de 36.01

%, en comparación con el hinchamiento de arcillas al entrar en

contacto con agua fresca que fue de 64.59 %, lo que representó una

mejora de 28.58 %.

• El hinchamiento que presentaron las arcillas al entrar en contacto con

(F11) fue de 36.01 %, mientras que con (F10) fue de 38.60 %; lo que

indicó que el inhibidor comercial es 2.59 % más efectivo que el

inhibidor de arcillas en base a savia de pino.

20

4.2 RECOMENDACIONES

• Investigar nuevos métodos de extracción de savia de pino, debido a

que el método de Herty utilizado en el presente trabajo a pesar de ser

efectivo fue exhausto.

• Continuar con el estudio de productos naturales en reemplazo a

aditivos comerciales costosos y poco amigables con el medio

ambiente, para que puedan ser utilizados en la formulación de fluidos

de perforación base agua.

• Antes de realizar ensayos de laboratorio asegurarse que todos los

equipos y aditivos necesarios se encuentren bajo las mismas

condiciones físicas.

5. BIBLIOGRAFÍA

21

5. BIBLIOGRAFÍA

API. (2000). Recommended practice for field testing water-based drilling

fluids.

API. (2009). Recommended practice for field testing water-based drilling

fluids. ANSI/API 13 B-1. Washington: American Petroleum Institute.

API Specification 13A. (2010). API Specification 13A. Petroleum and natural

gas industries - drilling fluids - specifications and testing. Dallas:

American Petroleum Institute.

Araujo, K. (2012). Control óptimo de la inhibición y estabilización de las

lutitas y arcillas en los fluidos de perforación base agua. (Tesis de

Pregrado). Universidad Nacional de Ingeniería, Lima.

Arenivar, B., Martínez, G., y Rivera, L. (2012). Evaluación fisicoquímica de

arcillas naturales existentes en el campo geotérmico de Berlín,

Usulután y elaboración del diagnóstico de su comportamiento

reológico durante la perforación de pozos geotérmicos. (Tesis de

Pregrado). Universidad de El Salvador, San Salvador.

Arias, A., y Chávez, A. (Marzo-Abril de 2006). Resina de Pino. Boletín

Bimestral: Biodiversitas (65).

Arrieta, M. (2010). Fluidos de perforación. Obtenido de Universidad Nacional

Experimental Politécnica de la Fuerza Armada Bolivariana:

https://profesormario.files.wordpress.com/2010/03/lodos-de-

perforacion1.pdf

CNPC-CCDC. (2017). Manual de fluidos de perforación y completación.

Quito.

COSMOS, O. (2017). COSMOS. Obtenido de

https://www.cosmos.com.mx/wiki/brea-resina-de-pino-cxsj.html

Cruz, C. (2013). Fluidos de perforación. Obtenido de ISSUU:

https://issuu.com/camilo950313/docs/fluidos_de_perforacion

Energy-API. (2014). Manual de fluidos de perforación. Dallas: American

Petroleum Institute.

Flores, D., Villamizar, M., Loza, J., y Calderón, Z. (2011). Determinación del

Hinchamiento Lineal en Cortes de Perforación utilizando Strain

Gages. Revista Fuentes: El Reventón Energético, 43-52.

Grimaldo, D., y Porras, L. (2016). Evaluación técnico financiera a nivel de

laboratorio de la viabilidad del uso de nuevos inhibidores de arcillas

tipo amina y silicato de potasio en la formulación del fluido de

perforación base agua para el campo San Roque. (Tesis de

Pregrado). Fundación Universidad de América, Bogotá.

Herty, C. (1903). A new method of turpentine orcharding. Washigton DC:

U.S. Dept. of Agriculture, Bureau of Forestry.

Institute, A. P. (2009). Recommended practice for field testing water-based

drilling fluids. ANSI/API 13 B-1. Washington: API.

22

Michavila, S., y Moreno-Gonzales, V. (2017). El hombre y la resina de pino;

desde su uso pasado hasta la actualidad con especial atención en

España. Universidad de León, León, España.

Pastor, J. (2001). Estudio de la calidad de la resina del Pinus caribaea var.

caribaea y sus componentes. (Tesis de Pregrado). Universidad de

Pinar del Río, Pinar del Río.

PDVSA. (2002). Manual de fluidos de perforación. Maracaibo: Centro

Internacional de Educación y Desarrollo (CIED).

Rojas, C. (2018). Determinación de los criterios de selección de fluidos de

completación utilizados en la perforación de pozos petroleros en la

Cuenca Amazónica. (Tesis de Pregrado). Universidad Tecnológica

Equinoccial, Quito.

Sánchez, F. (2013). Influencia de sustratos activos para el crecimiento de

pino (Pinus radiata Don.) producidos bajo condiciones del vivero

forestal en la comunidad de Cuticsa - Santo Tomas de Pata -

Angaraes - Huancavelica. (Tesis de Pregrado). Universidad Nacional

de Huancavelica, Acobamba.

6. ANEXOS

23

6. ANEXOS

ANEXO 1.

FOTOGRAFÍA: ÁRBOL DE PINO

ANEXO 2.

EXTRACCIÓN DE SAVIA DE PINO

CORTEZA

RASPADA

PARA

EXTRACCIÓN

BALDE

RECOLECTOR

PLANCHA

METÁLICA EN

FORMA DE “V”

SAVIA DE

PINO

EXTRAÍDA

ÁRBOL DE

PINO (PINUS

RADIATA)

24

ANEXO 3.

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL VISCOSIFICANTE

UTILIZADO

ANEXO 4.

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL CONTROLADOR DE

FILTRADO DE BAJA VISCOSIDAD UTILIZADO

25

ANEXO 5.

VISCOSÍMETRO ROTATIVO OFITE 900

ANEXO 6.

FILTRO PRENSA API OFITE

FLUIDO DE

PERFORACIÓN

PARA PRUEBA

DE REOLOGÍA

CELDA

CONTENEDORA

DE FLUIDO A

FILTRAR

AGUA DE

FLUIDO

FILTRADA

GAS

NITRÓGENO

PRESIÓN:

100 PSI

26

ANEXO 7.

EQUIPO DINAMIC SWELLMETER MARCA OFITE

ANEXO 8.

PASTILLAS DE BENTONITA

H2O F0

F11

F10

27

ANEXO 9.

DESCRIPCIÓN ENSAYOS DE LABORATORIO

FORMULACIÓN DE FLUIDOS

1. Pesar en una balanza los aditivos a añadir en el fluido de

perforación.

2. La cantidad de NaOH a utilizar, disolverla en 50 mL de agua.

3. Colocar un vaso metálico con 300 mL de agua en el agitador

mecánico.

4. Añadir en el vaso todos los aditivos necesarios.

5. Agitar por 5 minutos a 80 rpm para mezclar todos los aditivos.

ENSAYOS REOLÓGICOS

1. Calibrar el viscosímetro.

2. Añadir fluido de perforación en el vaso metálico.

3. Colocar el vaso en la base del viscosímetro e introducir el rotor en

el fluido.

4. Colocar el termómetro dentro del fluido.

5. Esperar a que el fluido llegue a una temperatura de 120 F.

6. Agitar a 600 rpm y registrar los datos obtenidos.

7. Agitar a 300 rpm y registrar los datos obtenidos.

8. Agitar a 200 rpm y registrar los datos obtenidos.

9. Agitar a 100 rpm y registrar los datos obtenidos.

10. Agitar a 6 rpm y registrar los datos obtenidos.

11. Agitar a 3 rpm y registrar los datos obtenidos.

12. Con los valores obtenidos a las diferentes velocidades calcular

viscosidad plástica y punto cedente.

ENSAYO DE FILTRADO

1. Armar las celdas del filtro prensa.

2. Colocar papel filtro dentro de las celdas.

3. Añadir en las celdas el fluido preparado.

4. Colocar las celdas en el equipo y cerrarlas.

5. Abrir el paso de gas nitrógeno hasta obtener una lectura en el

manómetro de 100 psi.

6. Colocar una probeta de 25 mL de capacidad bajo la celda de

filtrado.

28

7. Tomar la medida de filtrado del lodo transcurrido el periodo de

tiempo de la prueba: 30 minutos.

8. Desechar el fluido de perforación utilizado.

ENSAYO DE HINCHAMIENTO LINEAL DINÁMICO

1. Moler los cortes de bentonita hasta que pase por una malla de

200 micras.

2. Pesar 15 g de bentonita y mezclarla con 0.75 g de agua destilada.

3. Tamizar la mezcla por una malla de 40 micras.

4. Colocar 15 g de la mezcla en una celda de compactación a 6000

psi durante 30 minutos.

5. Retirar la pastilla de la celda de compactación y colocarla en el

desecador por una hora.

6. Armar las celdas del equipo Dynamic Swellmeter con dos mallas.

7. En la computadora mediante el software programado, poner un

valor de cero a las celdas a utilizar.

8. Colocar la celda con la pastilla de bentonita e iniciar la prueba.

9. Colocar 150 mL de lodo.

10. Calentar por 30 minutos el fluido a 150 F, y posteriormente

estabilizarlo.

11. Medir el hinchamiento de arcillas por un mínimo de 20 horas.

12. Finalizar la prueba y limpiar los equipos; analizar los datos

registrados por el software.

13. Recuperar las pastillas de bentonita y desechar los fluidos

utilizados.