LABORATORIO Nº1

ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA

LABORATORIO Nº1

PREPARACION DE FLUIDOS BASE AGUA

1. OBJETIVO

El estudiante prepara fluido de perforacion base agua

2. INTRODUCCION

Los fluidos de perforación se clasifican de acuerdo a su base; ésta es la fase o componente de mayor proporción en fluido. Los fluidos base agua, aceite o gas.

Base agua: Partículas sólidas son suspendidas en agua o salmuera. Puede existir aceite en emulsión.

Base aceite : Partículas sólidas son suspendidas en aceite.

Gas: Los Cortes de perforación son removidos por una corriente a alta velocidad de aire o as natural. Se añaden agentes espumantes para retirar pequeños influjos de agua.

Lodos dispersos. Cuando se perfora a grandes profundidades 0 en formaciones alta mente problemáticas, pueden ser muy útiles estos lodos que presentan como característica principal la dispersión de las arcillas constitutivas (10 que adelgaza el lodo), lograda usualmente con lignosulfonatos. Estos u otros aditivos similares reducen las pérdidas de filtrado del lodo, a la vez que 10 adelgazan. Otros materiales tales como lignitos solubles y aditivos químicos especializados tam bien son usados en los lodos dispersos para controlar las propiedades requeridas en una perforaci6n especifica

Los lodos no dispersos y los lodos primarios se encuentran entre los menos t6xicos: LC50 mayor de 1 '000000 ppm para un lodo configurado con 13 Ibm de bentonita, 0.857 bbl de agua dulce, 0.50 Ibm de ampliador del rendimiento de la bentonita , 0.25 Ibm de poliacrilato de sodio y 191 Ibm de barita; igual valor de LCso para un lodo constituido par 12.5 Ibm de bentonita, 0.477 bbl de agua de mar, 0.477 bbl de agua dulce, 0.5 Ibm de cal apagada, 50 Ibm de barita y pH de 10, ajustado con hidr6xido de sodio.

3. DESARROLLO

3.1 MATERIALES

Vidrio reloj, espátula, varilla de agitación, probeta

3.2 REACTIVOS Y SUSTANCIAS

FLUIDOS DE PERFORACION Página 1


Bentonita. Hidróxido de sodio, agua destilada.

Equipos: agitador, balanza analítica

3.3 PROCEDIMIENTO

Preparación de fluido con bentonita

1. Pesar la cantidad de bentonita necesaria para preparar el fluido2. Medir con una probeta la cantidad de agua destilada necesaria para

preparar el fluido3. Colocar al agua destilada en el mezclador4. Agregar el hidróxido de sodio al 0.5%5. Agregar bentonita6. Mezclar por 5 minutos la mezcla

3.4 ESQUEMA DE LA PRACTICA



3.5 TABULACION DE DATOS

Soluto(bentonita g)

Bentonita20 g

Bentonita22g

Bentonita25 g

Bentonita 25 g

Bentonita40 g

Volumen ml( bentonita) 7.69 8.46 9.61 11.61 15.38

Solvente ml(agua) 342.31 341.54 340.39 338.39 334.62

4. CALCULOS

Datos

Volumen de la solución = 350 ml

Volumen del soluto= bentonita

Volumen del disolvente = agua destilada

Volumen de disolvente = volumen de la solución – volumen del soluto

Volumen de disolvente = 350 ml – volumen soluto

D = densidad bentonita = 2,6 g/ml

V= m/D Vbentonita = masa bentonita/ densidad bentonita

Calcular la cantidad de agua para preparar el fluido para las siguientes cantidades de bentonita

Mezcla de NaOH sol 0.5 M V= 100ml

M= n/v = 0.5 M = n/ 0.1 lt

N= 0.5 x 0.10 lt = 0.05



M= 40 g/mol n= m/M = m = n x M

m = 0.5 ml x 40 g/ mol

m = 2 g NaOH

5. CONCLUSIONES

Al terminar la practica denominada PREPARACION DE FLUIDOS BASE AGUA podemos concluir que con el desarrollo experimental de la presente practica nos pudimos percatar de que la concentración de un fluido depende directamente de los factores de volumen de la solución y el volumen del soluto, las cuales son propiedades que determinan las características de un fluido, con lo cual se puede saber la cantidad de aguó que necesitamos para preparar el fluido

6. CUESTIONARIO

1. Indique las características de los fluidos nativos

Un lodo en el que los sólidos en suspensión son arcillas dispersas, arena, ftanita y otras rocas que proceden de las formaciones que se están perforando. Un lodo de arranque es comúnmente un tipo de lodo de sólidos nativos. Los lodos nativos pueden ser diluidos de manera económica con agua y pasarse por bancos de deslimadores y desarenadores para mantener bajo el contenido de sólidos. En el proceso no se desechan ni reemplazan costosos materiales densificantes. A la profundidad que requiere una densidad superior, el lodo nativo normalmente es desechado en su totalidad o en parte y se hace un nuevo lodo utilizando aditivos para lodo de producción comercial y barita.

2. Los fluidos MMH son complejos de aluminio etalicos ( aluminio y magnesio) con que se preparan

Los lodos de perforación no necesitan ser complicados o difíciles de preparar y prueba de ellos es que para algunas operaciones de perforación incluso un agua sucia puede dar buenos resultados, en algunas áreas se puede iniciar la perforación con agua y arcilla de perforación, creando así un lodo bueno. Pero, en otras áreas pueden encontrarse con formaciones como calizas, arenas o grava que no forman lodo bajo tales circunstancias será necesario agregar arcillas comerciales para suspender la barita aumentar la velocidad de acarreo y aumentar y controlar la perdida de agua.

7. REFERENCIA BIBLIOGRAFICAS

manual de fluidos de perforacion



LABORATORIO Nº 2

DETERMINACION DE LA DENSIDAD DEL FLUIDO

1. OBJETIVO:

El estudiante determina la densidad del fluido base agua con bentonita, aprende el manejo de la balanza de lodo.

2. INTRODUCCION

La densidad (comúnmente llamada peso del lodo) se mide con una balanza de lodo de suficiente precisión para obtener mediciones con un margen de error de 0,1 lb/gal (0,5 lb/pie3 o 5 psi/1.000 pies de profundidad). A todos los efectos prácticos, la densidad significa el peso por volumen unitario y se mide pesando el lodo. El peso del lodo se puede expresar como gradiente de presión hidrostática en lb/pulg.2 por 1.000 pies de profundidad vertical (psi/1.000 pies), como densidad en lg/gal, lb/pie3, o como Gravedad Específica (SG) (ver la Tabla 1).

La balanza de lodo (ver la Figura 1) se compone principalmente de una base sobre la cual descansa un brazo graduado con un vaso, tapa, cuchillo, nivel de burbuja de aire, caballero y contrapeso. Se coloca el vaso de volumen constante en un extremo del brazo graduado, el cual tiene un contrapeso en el otro extremo. El vaso y el brazo oscilan perpendicularmente al cuchillo horizontal, el cual descansa sobre el soporte, y son equilibrados desplazando el caballero a lo largo del brazo.

3. DESARROLLO DE LA PRACTICA

3.1 MATERIALES

Equipos: balanza de lodo de M-I


Ninguna

3.3 PROCEDIMIENTO

Calibración de instrumento

1. Retirar la tapa del vaso y llenar completamente el vaso con agua pura o destilada.



2. Volver a colocar la tapa y secar con un trapo.

3. Colocar de nuevo el brazo de la balanza sobre la base, con el cuchillo descansando sobre el punto de apoyo.

4. La burbuja de nivel debería estar centrada cuando el caballero está en 8,33 lb/gal. Si no, ajustar usando el tornillo de calibración en el extremo del brazo de la balanza. Algunas balanzas no tienen tornillos de calibración y se requiere añadir o remover granallas de plomo a través de la tapa de calibración.

Procedimiento de manejo de instrumento

1. Quitar la tapa del vaso y llenar completamente el vaso con el lodo a probar.

2. Volver a poner la tapa y girar hasta que esté firmemente asentada, asegurándose que parte del lodo sea expulsado a través del agujero de la tapa.

3. Limpiar el lodo que está fuera del vaso y secar el vaso.

4. Colocar el brazo de la balanza sobre la base, con el cuchillo descansando sobre el punto de apoyo.

5. Desplazar el caballero hasta que el nivel de burbuja de aire indique que el brazo graduado está nivelado.

6. En el borde del caballero más cercano al vaso, leer la densidad o el peso del lodo.

7. Ajustar el resultado a la graduación de escala más próxima, en lb/gal, lb/pie3, psi/1.000 pies de profundidad o en Gravedad Específica (SG).

8. Cuando las balanzas no indican la escala deseada, las ecuaciones

3.4 ESQUEMA DE LA PRÁCTICA



4. CALCULOS





5. CONCLUSIONES

Los valores obtenidos varían con los valores teóricos, esto puede deberse a la temperatura, algún desperfecto en la balanza, dando mediciones erróneas o algún elemento filtrado en la sustancia, el agua fue tomada de la llave y no es destilada, por tanto puede ser el causante, de las variantes. -

Se logró adquirir mayor habilidad en la determinación de densidades, para que en ocasiones próximas a hacer procedimiento un método más eficiente

Se pudo ver y aclarar que la densidad der una solución, depende de la concentración misma, a mayor concentración mayor densidad

6. CUESTIONARIO

1. De qué factores depende la densidad en los fluidos

A parte de la masa y el volumen de una sustancia, la densidad depende de la temperatura y la presión del sistema.

Con el aumento de la temperatura, la densidad para la mayoria de las sustancias desciende ya que aumenta el volumen y cuando desciende la temperatura, aumenta la densidad.

Con la presión, si esta aumenta la densidad aumenta y si disminuye la presion, descenderá la densidad

2. Investigar sobre las balanzas de gravedad y sus características

La balanza es un instrumento que mide la masa de un cuerpo o sustancia, utilizando como medio de comparación la fuerza de la gravedad que actúa sobre el cuerpo. La palabra proviene de los términos latinos bis que significa dos y linx, plato. Se debe tener en cuenta que el peso es la fuerza que el campo gravitacional ejerce sobre la masa de un cuerpo, siendo tal fuerza el producto de la masa por la aceleración local de la gravedad. [F = m x g]. El término local se incluye para destacar que la aceleración depende de factores como la latitud geográfica, la altura sobre el nivel del mar y la densidad de la tierra, en el lugar donde se efectúa la medición. Dicha fuerza se mide en Newton. La balanza tiene otros nombres, entre los que destacan báscula y pesa.

7. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Manual de fluidos de perforacion



LABORATORIO Nº 3

DETERMINACION DEL PH EN FLUIDO

1. OBJETIVO

El estudiante determina el pH del fluido con bentonita con palillos indicadores

2. INTRODUCCION

Los palillos indicadores de Ph “colorpHast” (ver la Figura 11) están revestidos con indicadores cuyo color depende del pH del fluido donde se introducen los palillos. Se proporcionan tablas de colores estándar para fines de comparación con el palillo de prueba, lo cual permite estimar el pH con una precisión de ± 0,5 sobre todo el rango de pH.

3. DESARROLLO

3.1 MATERIALES

Tiras de papel pH (palillos indicadores)


Ninguna

3.3 PROCEDIMIENTO

1. Colocar un palillo indicador de pH en el lodo y dejarlo hasta que el color se estabilice, lo cual requiere generalmente menos de un minuto. Enjuagar el palillo con agua desionizada, sin secar con un trapo.



2. Comparar los colores del palillo con el patrón de color proporcionado y estimar el pH del lodo.

3. Ajustar el pH del lodo a la unidad de pH 0,5 más próxima.

3.4 ESQUEMA DE LA PRÁCTICA

4. CALCULOS

5. CONCLUSIONES

El pH es el que indica en una solución que tan acida, básica o neutra se encuentra, dependiendo de dicha concentración y los indicadores utilizados para estandarizar o titular.

El pH-metro es el instrumento utilizado para medir cual pH y fue el que nos permitió saber el pH de cada una de las soluciones.

3Se pudo concluir que el pH es una sustancia colorida que cambia de color según sea acido o básica.

En conclusión al comparar los resultados del pH teórico con el pH experimental se pudo observar que los experimentales fueron mayores con respecto a los



teóricos, eso debido a que se tubo ciertos problemas con el pH-metro ya que este no se encontraba calibrado y a que el agua estaba muy alcalina.

6. CUESTIONARIO

1. explicar cómo se determina el pH con el equipo pH metro para fluidos de perforacion.

Las condiciones de equilibrio químico de un lodo marcan la estabilidad de sus características. Una variación sustancial del pH debida La estabilidad de la suspensión de bentonita en un lodo de perforación es esencial para que cumpla su función como tal, por lo que será necesario realizar un continuo control del pH.

En general, un lodo bentonítico es estable cuando su pH está comprendido entre 7 y 9,5, aproximadamente, precipitando fuera de este intervalo. Para corregir y mantener el pH dentro de los límites adecuados se pueden utilizar diferentes productos.

2. explicar las sustancias que regulan pH en los fluidos de perforacion

La perforación de formaciones evaporíticas, salinas, calcáreas u horizontes acuíferos cargados de sales, puede provocar la floculación del lodo, produciéndose posteriormente la sedimentación de las partículas unidas. La estabilidad de la suspensión de bentonita en un lodo de perforación es esencial para que cumpla su función como tal, por lo que será necesario realizar un continuo control del pH. Esto se puede llevar a cabo mediante la utilización de papeles indicadores (sensibilidad alrededor de 0,5 unidades) sin necesidad de recurrir a ph-metros, ya que son delicados para usarlos de forma habitual en el campo.

7. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Manual de fluidos de perforacion



LABORATORIO Nº 4

DETERMINACION DE LA VISCOSIDAD

1. OBJETIVO

El estudiante determina la viscosidad en fluido utilizando el embudo de MARSH

2. INTRODUCCION

El viscosímetro de Marsh (ver la Figura 2) tiene un diámetro de 6 pulgadas en la parte superior y una longitud de 12 pulgadas. En la parte inferior, un tubo de orificio liso de 2 pulgadas de largo, con un diámetro interior de 3/16 pulgada, está acoplado de tal manera que no hay ninguna constricción en la unión. Una malla de tela metálica con orificios de 1/16 de pulgada, cubriendo la mitad del embudo, está fijada a 3/4 de pulgada debajo de la parte superior del embudo.

3. DESARROLLO



3.1 MATERIALES

Embudo de Marsh

Jarra de lodo graduada de 1 cuarto de galon ( 946 cm3)

Termómetro: 32 a 220 ºf ( 0 A 104 ºc)


Agua destilada y lodo

3.3 PROCEDIMIENTO

Calibración del viscosímetro de Marsh

Llenar el embudo hasta la parte inferior de la malla (1.500 ml) con agua dulce a 70±5°F. . El tiempo requerido para descargar 1 qt (946 ml) debería ser 26 seg. ±0,5 sec.

Procedimiento del viscosímetro de Marsh

1. Manteniendo el embudo en posición vertical, tapar el orificio con un dedo y verter la muestra de lodo recién obtenida a través de la malla dentro de un embudo limpio, hasta que el nivel del fluido llegue a la parte inferior de la malla (1.500 ml).

2. Retirar inmediatamente el dedo del orificio y medir el tiempo requerido para que el lodo llene el vaso receptor hasta el nivel de 1-qt indicado en el vaso.

3. Ajustar el resultado al segundo entero más próximo como indicación de viscosidad Marsh. Registrar la temperatura del fluido en grados Fahrenheit o Celsius.



4. CALCULOS

Ninguna

5. TABULACION DE DATOS

TIEMPO DE VISCOSIDAD DEL AGUA TIEMPO DE VISCOSIDAD EL LODO

6. CONCLUSIONES

Se midió la viscosidad del fluido, utilizando el viscosímetro de Marsh.

Se identificó el comportamiento reológico del fluido mediante una metodología adecuada para la operación de un viscosímetro y así poder obtener las mediciones óptimas que lleven a la interpretación de algún modelo matemático expuesto.

Se aprendió el manejo del viscosímetro de Marsh.

7. CUESTIONARIO 1. investigar sobre tipos de embudo de Marsh



Algunos tipos de embudos empleados en laboratorio son los siguientes:

Embudo de filtración - son los más empleados, tienen forma cónica y suelen estar fabricados en vidrio.

Embudo Büchner - es una pieza del material de laboratorio de química utilizado para realizar filtraciones.

Embudo de decantación - Para separar líquidos inmiscibles.

Otros embudos empleados en sectores industriales son:

Tremi - Embudo empleado en construcción para canalizar el hormigón. Gracias al embudo, podemos ingresar líquidos o materiales similares en orificios relativamente pequeños.

2. ¿Cuáles son las variables que afectan la viscosidad de fluido?

La viscosidad se refiere a la resistencia de un líquido o un gas a fluir. A mayor viscosidad mayor resistencia a fluir (ej. la miel es más viscosa que el agua, pues posee más resistencia a fluir). LOS FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VISCOSIDAD SON: LA TEMPERATURA,EL PESO MOLECULAR, Y LA ESTRUCTURA MOLECULAR. Los líquidos que tienen moléculas grandes y de formas irregulares son generalmente más viscosos que los que tienen moléculas pequeñas y simétricas.

La viscosidad depende de las fuerzas de cohesión y la rapidez de la transferencia de cantidad de movimiento entre moléculas. Al incrementarse la temperatura a un líquido, la cohesión disminuye y por lo tanto, también lo hace la viscosidad

8. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Manual de fluidos de perforacion


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