Simulador de reventn de un pozo de petrleoEl lodo de perforacin se bombea hacia el fondo del pozo por el centro de la tubera de perforaciny regresa a la superficie por el espacio existente entre la tubera y la pared del pozo.

El experimento destaca factores que deben considerarse al perforar un pozo petrolfero: lodo de perforacin, prevencin de reventones, presin hidrosttica, equilibrio de presin, compresibilidad del gas y densidad.Herramientas y materiales Tubo de vinilo transparente con un dimetro interno de 6mm (0,2pulgadas) Tubo de vinilo transparente con un dimetro externo de 6mm (0,2pulgadas) Globos Tabla de madera de 1m (3,3pies)20cm (8pulg.) Grapas de cables Cinta mtrica de carpintera Tubo de rollo de pelcula o un recipiente pequeo de plstico Relleno de espuma Conexin en cruz de bronce de 6mm (0,2pulgadas) Vlvula de aguja Inflador de bicicleta Cinta para ductos Agua Sal Balanza de cocina Embudo pequeoProcedimientoEl modelo se construye con materiales comnmente disponibles, que se pueden encontrar en ferreteras o tiendas similares. El diagrama muestra cmo armarlo. El tubo de vinilo transparente de 6mm de dimetro interno simula ser un pozo petrolfero. El globo es el yacimiento petrolfero. Us los tubos transparentes ms grandes (de 6mm de dimetro externo) de la bomba de aire de un acuario para el manmetro, o indicador de presin, aunque origina un pequeo error capilar. Pueden utilizarse tubos ms grandes, pero no demasiado, ya que la preparacin no ser prctica.Fij los tubos al panel con grapas redondas. Las cintas mtricas de carpintera sirvieron como escalas graduadas para medir el nivel del agua en el pozo y en el indicador de presin. El pozo y el indicador de presin deben estar cuidadosamente alineados al mismo punto de referencia horizontal. Us un tubo de rollo de pelcula o pequeo recipiente de plstico como tanque de agua para el manmetro. Puse una capa de relleno grueso de espuma en la tapa e introduje los tubos del pozo y del indicador de presin a travs de la tapa y el relleno grueso de espuma para evitar la entrada de aire. Luego, un el tubo del pozo y el globo del yacimiento a la conexin en cruz de 6mm y la vlvula de aguja.Se necesitar un poco de creatividad para que las conexiones sean hermticas con algunos ajustes improvisados. La cinta para ductos o las bandas elsticas puede utilizarse para estas uniones. Si se har este proyecto en un aula, se recomienda ensayarlo antes para familiarizarse con los posibles errores de una preparacin tan simple.Experimento N11. Cierra la vlvula de aguja. Llena el tubo simulando el pozo con agua dulce hasta el borde superior. Tambin llena el tanque del indicador de presin con agua dulce.2. Usa el inflador para que el nivel de agua en el indicador de presin llegue justo por debajo del nivel de agua en el tubo del pozo. Si el globo se infla demasiado, coloca dos globos, uno dentro del otro.3. Detn el bombeo y asegrate de que no haya fugas. Abre la vlvula de aguja suavemente. El nivel del agua en el pozo descender levemente hasta la misma altura del nivel del indicador de presin. En este momento estamos en equilibrio. La presin hidrosttica de la columna de agua en el pozo coincide exactamente con la presin del yacimiento y mantiene los fluidos (en este caso, el aire) en su lugar. Marca el nivel exacto en la cinta del indicadorde presin para futura referencia. Si el nivel desciende muy por debajo del borde del tubo del pozo, cierra la vlvula de aguja, rellena el pozo y aplica una presin levemente ms alta antes de volver a abrir la vlvula de aguja.4. Ahora simulemos un desequilibrio. Presiona suavemente el globo (aumentando as levemente la presin del yacimiento) y observa la primera burbuja de aire que ingresa al tubo. Observa cmo aumenta su tamao a medida que sube por el tubo, mientras que disminuye la presin hidrosttica.5. El aumento de volumen de la burbuja de aire desplaza el agua, la cual se derrama fuera del tubo del pozo. Debido a que la cantidad de agua en el pozo disminuye, tambin baja la presin hidrosttica y entra ms aire en el tubo. De esta forma, ms agua es desplazada y muy rpidamente, toda el agua se habr derramado salpicando a todos los que estn alrededor!Esta situacin bien podra suceder mientras se est perforando un pozo de petrleo, y provocar un reventn con consecuencias catastrficas. En realidad, las perforaciones primitivas consistan en martillar una estaca en la tierra hasta dar con el yacimiento y hacer brotar el fluido. Adems de ser peligrosa, poco econmica y contaminante, esta tcnica, o mejor dicho esta falta de tcnica, slo poda usarse en pozos de escasa profundidad. En la tcnica de perforacin rotatoria moderna, se usa un lodo especialmente formulado para mantener los fluidos del yacimiento en su lugar. El lodo tambin tiene otras funciones. El lodo de perforacin se hace circular constantemente dentro el pozo a travs de la tubera de perforacin y fuera del pozo a travs del espacio anular entre la tubera de perforacin y el pozo. El fluido de perforacin que vuelve se controla continuamente para poder detectar la presencia de gas.Si se detecta gas, el perforador inmediatamente baja la tubera de perforacin tan profundo como sea posible y la sujeta con el preventor de reventones, y detiene as la prdida del fluido del pozo. Luego, se inyecta lodo de ms alta densidad a travs de la tubera de perforacin y se obstruye el fluido anular para sacar el gas y el lodo ms liviano a la vez que se mantiene la presin. El lodo ms pesado baja por la tubera de perforacin y sube a travs del espacio anular. A medida que la columna de lodo se vuelve ms pesada, se detectan menos cantidades de gas en la superficie. Una vez que el lodo ms pesado est en su sitio y los fluidos del yacimiento estn contenidos, se abren los obturadores y se reanuda la perforacin. Tambin podemos mostrar esto en nuestro simulador.Experimento N 21. Coloca un recipiente de suficiente capacidad para el lquido requerido para llenar el tubo del pozo en la balanza de la cocina y colcala en cero. Llnalo con agua y psalo.2. Agrgale sal hasta que su peso aumente en un 5% 10%. Revuelve para disolver completamente la sal.3. Cierra la vlvula de aguja y llena el tubo del pozo con el agua salada.4. Haz funcionar la bomba hasta que el nivel del tubo del indicador de presin sea un 5% 10% ms alto que en el Experimento 1, de acuerdo con la cantidad de sal agregada en el paso 2.5. Abre la vlvula de aguja lentamente y observa cmo una columna ms corta de un fluido ms pesado o ms denso en el pozo equilibra una columna ms alta de un fluido ms liviano en el tubo indicador de presin.6. Si las burbujas de aire entran en el pozo, esto significa que la presin es muy alta; has bombeado demasiado y el nivel del indicador de presin est demasiado elevado. Por el contrario, si el fluido del tubo del pozo se pierde, esto significa que el yacimiento est sobrecompensado; la presin en el pozo es demasiado alta. (Ten en cuenta que es inevitable que se d una pequea prdida debido a la precisin relativamente baja de nuestras mediciones).7. Estamos nuevamente en equilibrio y una pequea presin sobre el globo producir el mismo resultado que en el Experimento 1.Informacin adicionalSimulador de reventn de un pozo de petrleo

Es fcil inferir que, para perforar sin riesgos, la presin hidrosttica ejercida por la columna del lodo de perforacin debe sobrecompensar levemente la presin del yacimiento. Pero esta presin slo puede predecirse con certeza antes de perforar; por lo tanto, necesitamos desarrollar un margen de seguridad. Tambin hemos visto que la sobrecompensacin en la columna del pozo provoca la prdida de fluido en el yacimiento. Esto tambin es peligroso porque producir un equilibrio, que es el paso previo al reventn. Para evitar esta situacin, se formulan lodos de perforacin para tapar los poros del yacimiento. Partes de los elementos ms fluidos, conocidos como filtrados, se filtran en los poros del yacimiento. Las partculas slidas en suspensin ms grandes bloquean los poros y forman lo que se conoce como costra de lodo, que evita el ingreso de ms fluidos al yacimiento. La prdida de fluidos de perforacin tambin es un parmetro que se controla atentamente durante la perforacin del pozo de petrleo.