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• Chamo Pobre Batracio

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INFORME DE LA PRÁCTICA Formato FR-FAC-PAC-GLB-018

Asignatura: Servicios de Ingeniería

Versión: 02

Fecha: 02/03/2018

Grupo Nº: 02

Carrera: Ingeniería de Petróleos Nivel y paralelo: 8 TD Fecha de práctica: 05/06/2018 Fecha presentación informe: 08/06/2018 Nº Práctica: 02 Informe Nº: 02

Integrantes Ericksson Achote Joel Acosta Fátima Cadena Daniel Portilla

TÍTULO DE LA PRÁCTICA: Análisis de la retorta.

1. OBJETIVOS:

Objetivo General: 

Determinar el contenido de sólidos y líquidos de un fluido de perforación.

Objetivos Específicos: 

Realizar la prueba de la retorta.



Conocer los conceptos relacionados con los sólidos de perforación.



Calcular los sólidos de perforación mediante el balance de materiales.

2. INTRODUCCIÓN: Un fluido de perforación o de control puede ser definido de la siguiente manera: “Un fluido de perforación es un fluido compuesto por una mezcla de aditivos químicos que le proporcionan propiedades físico-químicas idóneas a las condiciones operativas, así como características determinadas para su eficaz funcionamiento. La obligación principal del ingeniero de lodos es asegurarse que las propiedades del lodo sean correctas para el ambiente de perforación específico a ser perforado, además el ingeniero de lodos también debería recomendar modificaciones de las prácticas de perforación que ayuden a lograr los objetivos de la perforación.” (Cárdenas, 2012) Los fluidos de perforación están constituidos principalmente por líquidos (agua, aceite) y sólidos, la presencia excesiva de sólidos hacen que el lodo adquiera una mayor viscosidad, “es el factor responsable para transportar los recortes del fondo del pozo a superficie” (Guarachi, 2015), por ende el objetivo de controlar los sólido es de removerlos. Los sólidos de la retorta son los sólidos suspendidos y sólidos disueltos, los sólidos suspendidos pueden ser de alta gravedad específica (HGS) como la es la barita utilizada para darle mayor densidad al lodo y de baja gravedad específica (LGS) como la bentonita o carbonatos que mantienen una baja densidad de lodo. (Lorena, 2011)

El volumen porcentual (o fracción) de un lodo que no es capturado en el receptor cuando se realiza el ensayo de agua, aceite y sólidos prescrito por el API, como se indica en la siguiente ecuación. Los sólidos de retorta incluyen los sólidos en suspensión, los sólidos disueltos (sales), los materiales orgánicos carbonizados y los materiales volátiles que no condensan. Para los cálculos normalmente se asume que los sólidos de retorta son sólo los sólidos en suspensión y disueltos, como se muestra en la siguiente ecuación. El volumen porcentual de sólidos suspendidos es de particular interés para los ingenieros de lodos. Para calcular este porcentaje, el aumento del volumen causado por las sales disueltas se determina a partir de análisis del filtrado de los iones cloruro y calcio. (PETROECUADOR, 2012)

3.

METODOLOGÍA:

3.1 Desmontar la retorta y lubricar las roscas del vaso de muestra con lubricante para altas temperaturas. 3.2 Llenar el vaso de muestra con el fluido casi hasta el nivel máximo. 3.3 Colocar la tapa del vaso de muestra girando levemente y eliminando el exceso de fluido para obtener el volumen exacto. 3.4 Limpiar el fluido derramado sobre la tapa y las roscas. 3.5 Llenar la cámara de expansión superior con virutas finas de acero y atornillar el vaso de muestra a la cámara de expansión. La lana de acero fino debería atrapar los sólidos extraídos por ebullición. 3.6 Introducir la probeta dentro del orificio en la extremidad del condensador, colocándolo firmemente. 3.7 La probeta que está calibrada para leer en porcentajes debería estar bajo el condensador. 3.8 Enchufar el cable de alimentación en el voltaje correcto y mantener la unidad encendida hasta que termine el proceso, lo cual tarda 1 hora.

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN:

CÁLCULOS Calcule AGS, HGS, LGS y los sólidos de perforación que contiene el siguiente fluido de perforación. DATOS: Mw= 11 ppg %L= 82.5 % lb

MBT= 40 bbl lb

CaCo3= 40 bbl

𝑨𝑮𝑺 = 𝑨𝑮𝑺 =

(

𝑴𝒘 )∗𝑽𝒎−(𝝆𝑳 ∗𝑽𝑳 ) 𝟖.𝟑𝟒𝟓

𝑽𝒔 (

11 )∗100−(1∗82.5) 8.345

17.5

𝑨𝑮𝑺 = 2.82

𝑽𝑳𝑮𝑺 = 𝑽𝑳𝑮𝑺 =

𝑽𝒔 = 𝟏𝟎𝟎 − 𝑽𝑳 𝑽𝒔 = (100 − 82.5) 𝑽𝒔 = 17.5 %

(𝑨𝑮𝑺−𝟒.𝟐)∗𝑽𝒔 −𝟒.𝟐+𝟐.𝟕 (2.82−4.2)∗17.5 −4.2+2.7

𝑳𝑮𝑺 = 𝟗. 𝟏𝟏 ∗ 𝑽𝑳𝑮𝑺 𝑳𝑮𝑺 = 9.11 ∗ 16.1 lb ] bbl

𝑽𝑳𝑮𝑺 = 16.1%

𝑳𝑮𝑺 = 146.67 [

𝑽𝑯𝑮𝑺 = 𝑽𝒔 − 𝑽𝑳𝑮𝑺

𝑯𝑮𝑺 = 𝟏𝟒. 𝟕𝟐 ∗ 𝑽𝑯𝑮𝑺

𝑽𝑯𝑮𝑺 = (17.5 − 16.1)

𝑯𝑮𝑺 = 14.72 ∗ 1.4

𝑽𝑯𝑮𝑺 = 1.4%

𝑯𝑮𝑺 = 20.61 [bbl]

lb

𝑺𝑷 = 𝑳𝑮𝑺 − 𝑴𝑩𝑻 − 𝑪𝒐𝒏𝒄𝒆𝒏𝒕𝒓𝒂𝒄𝒊ó𝒏 𝑪𝒂𝒓𝒃𝒐𝒏𝒂𝒕𝒐𝒔 𝑺𝑷 = (146.67 − 40 − 40) 𝑺𝑷 = 66.67

lb bbl

RESULTADOS

AGS

2.82

VOLÚMENES (%) VL VS VLGS VHGS

82.5 17.5 16.1 1.4

VOLÚMENES (lb/bbl) HGS LGS SP

20.61 146.67 66.67

DISCUSIÓN En la práctica de laboratorio realizamos los respectivos cálculos para un lodo que tiene 82.5% de líquidos y 17.5% de sólidos, se pudo determinar que el lodo utilizado es en base de agua. Como resultados obtenidos del ejercicio de la práctica tenemos los siguientes: 16.1% de VLGS y 146.67 lb/bbl de LGS, además, 1.4% de VHGS y 20.61 lb/bbl de HGS. Se puede observar que el volumen de LGS es superior al volumen de HGS, por lo tanto, los sólidos en suspensión de este ejercicio están compuestos principalmente por sólidos de baja gravedad específica (LGS), “este tipo de sólidos de un fluido de perforación tienen una densidad menor que la barita o la hematita y se utilizan para densificar un fluido de perforación”. (Albuja, 2018). En los lodos se utilizan densificantes de baja gravedad específica con la finalidad de reducir en parte a la viscosidad de la mezcla ya que “en la perforación junto con otras aportaciones minerales del suelo pueden incrementar la viscosidad de forma indeseable forzando el equipo de bombeo y disminuyendo la velocidad de extracción de recorte” (tensoquimicos, 2017).

5. CUESTIONARIO DE INVESTIGACIÓN:

5.1 CON SUS PROPIAS PALABRAS EXPLIQUE ¿CUÁL ES EL USO PRINCIPAL DEL KIT DE LA RETORTA? El kit de la retorta es usado principalmente para determinar un volumen en porcentaje de líquidos, estos pueden ser aceite y agua, además nos proporciona una estimación de sólidos disueltos y suspendidos que están contenidos en un lodo de perforación, en base a este proceso se puede determinar el material por el cual está compuesto este fluido. (Universidad Tecnológica Equinoccial, 2018)

5.2 DEFINA CON SUS PROPIAS PALABRAS ¿QUE SON LOS SÓLIDOS DE PERFORACIÓN? Son partículas consideradas como impurezas o residuos de diferentes tamaños que causan daño a los equipos de perforación y de la misma manera a la formación por la invasión de fluido, pueden producir alteraciones en los componentes del lodo de perforación provocando inconvenientes innecesarios tanto económicos como en el proceso de la perforación de un pozo. (Universidad Tecnológica Equinoccial, 2018)

5.3 DEFINA CON SUS PROPIAS PALABRAS ¿QUE SON LOS SÓLIDOS DE LA RETORTA? Los sólidos de la retorta es todo el material que contiene un lodo de perforación que no se encuentra en estado líquido y por tal motivo no pudo ser condensado mediante la retorta, puede ayudar al aumento de viscosidad y densidad del fluido de perforación en base a los parámetros requeridos. (Universidad Tecnológica Equinoccial, 2018)

5.4 LOS SÓLIDOS DE LA RETORTA QUÉ SÓLIDOS INCLUYEN Los sólidos de la retorta son: los materiales orgánicos carbonizados, los materiales volátiles que no condensan, sólidos suspendidos y disueltos. Pero para los cálculos únicamente se consideran sólidos de la retorta, los sólidos suspendidos y también los sólidos disueltos. (Schlumberger, Glossary.Oilfield, 2017). 5.5 ¿QUÉ SON SÓLIDOS EN SUSPENSIÓN? Los sólidos en suspensión se definen como las partículas dispersas contenidas de densidad igual o menor que el lodo de perforación, éstas pueden separarse por filtración y no están disueltas. Pueden clasificarse en sólidos de alta gravedad

específica y de

baja gravedad

específica (HGS y LGS).

(Schlumberger, Glossary.Oilfield, 2017). 5.6 ¿QUÉ SON LOS HGS (HIGH GRAVITY SOLIDS) Y PARA QUÉ SIRVEN? Por sus siglas en inglés HGS representan los sólidos de alta gravedad específica, estos elementos son conocidos como material densificante que se le agrega al fluido de perforación precisamente para ganar densidad, los ejemplos más conocidos de este tipo de sólidos son la hematita y la barita, además, lo sólidos se presentan en unidades como libras por cada barril (lb/bbl) o porcentaje en volumen (% vol). La gravedad específica de la barita es 4,20 y de la hematita es 5,505 g/cm3. (BAUTISTA PUENTE, 2010)

5.7 ¿QUÉ SON LOS LGS (LOW GRAVITY SOLIDS) Y PARA QUÉ SE UTILIZAN? Por sus siglas en inglés LGS representan los sólidos de baja gravedad específica, estos elementos se relacionan más a los ripios, están conformados por la bentonita que ya ha sido añadida y también por los sólidos de perforación. Los LGS tienen una gravedad específica aproximada de 2,60 g/cm3, obviamente son de menor valor que la hematita y barita. (Schlumberger, Glossary.Oilfield, 2017).

5.8 DEDUZCA LA FÓRMULA PARA AGS, NO OMITA NINGÚN PASO. LODO = SÓLIDOS + LÍQUIDOS (FÓRMULA GENERAL)

I.

CALCULAR: ECUACIÓN #1

𝒎𝒍𝒐𝒅𝒐 = 𝒎𝒔ó𝒍𝒊𝒅𝒐 + 𝒎𝒍í𝒒𝒖𝒊𝒅𝒐 𝜌=

𝑚 𝑉

𝑚 =𝜌×𝑉 𝜌𝑙𝑜𝑑𝑜 . 𝑉𝑙𝑜𝑑𝑜 = 𝜌𝑆 . 𝑉𝑆 + 𝜌𝐿 . 𝑉𝐿

II.

REEMPLAZAR VARIABLES 𝜌𝑙𝑜𝑑𝑜 = 𝑚𝑊 𝜌𝑆 = 𝐴𝐺𝑆

III.

REEMPLAZAR 𝑚𝑊 . 𝑉𝑙𝑜𝑑𝑜 = 𝐴𝑆𝐺. 𝑉𝑆 + 𝜌𝐿 . 𝑉𝐿

IV.

DESPEJAR DE ASG (AVERAGE GRAVITY SOLIDS)

𝐴𝑆𝐺 =

(𝑚𝑊 /8,345) ∗ 𝑉𝑙𝑜𝑑𝑜 − (1)𝑉𝐿 𝑉𝑆ó𝑙𝑖𝑑𝑜 𝑆 = 𝐻𝐺𝑆 + 𝐿𝐺𝑆 𝑚𝑆 = 𝑚𝐻𝐺𝑆 + 𝑚𝐿𝐺𝑆

𝜌𝑆 . 𝑉𝑆 = 𝜌𝐻𝐺𝑆 . 𝑉𝐻𝐺𝑆 + 𝜌𝐿𝐺𝑆 . 𝑉𝐿𝐺𝑆

V.

REEMPLAZAR VALORES DE DENSIDAD

𝜌𝑆 = 𝐴𝐺𝑆 ρHGS = 4,2 ρLGS = 2,7 ECUACIÓN #2

𝑨𝑺𝑮. 𝑽𝑺 = 𝟒, 𝟐 𝑽𝑯𝑮𝑺 + 𝟐, 𝟕 𝑽𝑳𝑮𝑺

VI.

DESPEJO VHGS DE ECUACIÓN 3

ECUACIÓN #3

𝑽𝑺 = 𝑽𝑯𝑮𝑺 + 𝑽𝑳𝑮𝑺 𝑽𝑯𝑮𝑺 = 𝑽𝑺 − 𝑽𝑳𝑮𝑺

VII.

REEMPLAZAR ECUACIÓN 3 EN 2

𝐴𝑆𝐺. 𝑉𝑆 = 4,2(𝑉𝑆 − 𝑉𝐿𝐺𝑆 ) + 2,7𝑉𝐿𝐺𝑆 𝐴𝑆𝐺. 𝑉𝑆 = 4,2(𝑉𝑆 − 𝑉𝐿𝐺𝑆 ) + 2,7𝑉𝐿𝐺𝑆 𝐴𝑆𝐺. 𝑉𝑆 − 4,2𝑉𝑆 = −4,2𝑉𝐿𝐺𝑆 + 2,7𝑉𝐿𝐺𝑆

𝑉𝑆 (𝐴𝑆𝐺 − 4,2) = 𝑉𝐿𝐺𝑆 (−4,2 + 2,7)

VIII.

EXPRESAR EN PORCENTAJE

𝑉𝐿𝐺𝑆 =

IX.

𝑉𝑆 (𝐴𝑆𝐺 − 4,2) −4,2 + 2,7

EXPRESAR EN LB/BBL

HGS = Vs - VLGS LGS = 9,11*VLGS (lb/bbl) HGS = 14,72 * VHGS (lb/bbl) LGS = SP + MBT

X.

ECUACIÓN DE SÓLIDOS DE PERFORACIÓN

SP = LGS – MBT – Concentración de Carbonatos DONDE: 

m lodo = Masa del lodo



m sólido = Masa del solido



m líquido = Masa del liquido



ρ = Densidad



M = Masa



V = Volumen



ρ lodo = Densidad del lodo



ρs = Densidad del solido



ρl = Densidad del liquido



V lodo = Volumen del lodo



Vs = Volumen del solido



Vl = Volumen del liquido



mw = Peso del lodo



AGS = Average Gravity Solids



S = Solidos



HGS = High Gravity Solids



LGS = Low Gravity Solids



VHGS = Volumen de High Gravity Solids



VLGS = Volumen de Low Gravity Solids



ρHGS = Densidad de High Gravity Solids



ρLGS = Densidad de Low Gravity Solids



SP = Solidos de Perforación



8,345 = Factor de conversión



4,2 = Solido de alta gravedad (Barita)



2,7 = Solido de baja gravedad (Carbonato)

5.9 CONSULTAR LA DENSIDAD DE LOS DIFERENTES COMPONENTES USADOS EN LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN. COMO:

a) Bentonita = 0,769 g/cm3 - 0,833 g/cm3 b) Barita = 4,2 g/cm³ c) Carbonato de calcio = 2,71 g/cm³ d) Arcilla = 2.6 g/cm³ e) Arena = 1.45-1,70 g/cm³ f) Hematita = 5.505 g/cm³ g) Lutita = 2,0-2,4 g/cm³ ** ("Introducción a los fluidos de perforación", 2013)

5.10

IDENTIFICAR CON QUE FUE DENSIFICADO EL FLUIDO DE

PERFORACIÓN CON EL QUE SE REALIZÓ LA PRÁCTICA:

5.11

CALCULE AGS, HGS, LGS Y LOS SÓLIDOS DE PERFORACIÓN

QUE CONTIENE EL SIGUIENTE FLUIDO DE PERFORACIÓN.

DATOS: Mw= 11.6 ppg %L= 43 % %S= 57 % lb

MBT= 22.5 bbl CaCo3= 20

lb bbl

a) Cálculo de AGS 𝑨𝑮𝑺 = 𝑨𝑮𝑺 =

(

𝑴𝒘 )∗𝑽𝒎−(𝝆𝑳 ∗𝑽𝑳 ) 𝟖.𝟑𝟒𝟓

𝑽𝒔 (

11.6 )∗100−(1∗43) 8.345

57

𝑨𝑮𝑺 = 1.68

𝑽𝒔 = 𝟏𝟎𝟎 − 𝑽𝑳 𝑽𝒔 = (100 − 43) 𝑽𝒔 = 57 %

b) Cálculo de LGS 𝑽𝑳𝑮𝑺 = 𝑽𝑳𝑮𝑺 =

(𝑨𝑮𝑺−𝟒.𝟐)∗𝑽𝒔 −𝟒.𝟐+𝟐.𝟕 (1.68−4.2)∗57 −4.2+2.7

𝑽𝑳𝑮𝑺 = 95.76%

𝑳𝑮𝑺 = 𝟗. 𝟏𝟏 ∗ 𝑽𝑳𝑮𝑺 𝑳𝑮𝑺 = 9.11 ∗ 95.76 lb

𝑳𝑮𝑺 = 872.37 [bbl]

c) Cálculo de HGS 𝑽𝑯𝑮𝑺 = 𝑽𝒔 − 𝑽𝑳𝑮𝑺

𝑯𝑮𝑺 = 𝟏𝟒. 𝟕𝟐 ∗ 𝑽𝑯𝑮𝑺

𝑽𝑯𝑮𝑺 = (57 − 95.76)

𝑯𝑮𝑺 = 14.72 ∗ (38.76)

𝑽𝑯𝑮𝑺 = 38.76%

𝑯𝑮𝑺 = 570.55 [bbl]

𝑺𝑷 = 𝑳𝑮𝑺 − 𝑴𝑩𝑻 − 𝑪𝒐𝒏𝒄𝒆𝒏𝒕𝒓𝒂𝒄𝒊ó𝒏 𝑪𝒂𝒓𝒃𝒐𝒏𝒂𝒕𝒐𝒔 𝑺𝑷 = (872.37 − 22.5 − 20) 𝑺𝑷 = 829.87

lb bbl

lb

6. CONCLUSIONES: 

La adecuada medición del contenido de líquidos y sólidos provee de información fundamental para el control de las propiedades del lodo y es esencial para la evaluación del equipo de control de sólidos.



Para determinar el volumen de los sólidos suspendidos, es necesarios realizar cálculos, debido a que ningún sólido disuelto es retenido en la retorta. Las retortas están calibradas para calentar una muestra entre 900-1000°G, según especificaciones API.



El volumen total de sólidos, tanto los suspendidos como los disueltos, se obtiene por diferenciación del volumen total de muestra versus el volumen final de líquido colectado.



El manejo de la retorta da índices de los porcentajes reales de sólidos y líquidos,

7. RECOMENDACIONES: 

Tener precaución al usar los equipos de laboratorio ya que algunos son delicados y fáciles de romper.



Seguir correctamente el procedimiento de la guía de práctica para una mejor comprensión de la misma, y el buen manejo del kit de la retorta.



Utilizar los equipos del laboratorio de manera apropiada con la finalidad de obtener resultados confiables durante el desarrollo del ensayo de la retorta.



Limpiar correctamente los equipos e instrumentos utilizados durante la práctica, y ubicar los desechos en el lugar que especifique las normas de laboratorio.

8. BIBLIOGRAFÍA: 

Universidad Tecnológica Equinoccial. (2018). Guía de prácticas de Laboratorio (pp.26-32). Quito.



Schlumberger. (2017). glossary.oilfield. Retrieved from Sólidos de la retorta http://www.glossary.oilfield.slb.com/es/terms/r/retort_solids.aspx



Schlumberger. (2017). glossary.oilfield. Retrieved from Sólidos suspendidos http://www.glossary.oilfield.slb.com/Terms/s/suspended_solids.aspx



BAUTISTA

PUENTE,

DESHIDRATACION

(

L.

(2010).

MANEJO

DEWATERING

)

DE

DE

DESECHOS

LOS

FLUIDOS

Y DE

PERFORACION BASE AGUA (Ingeniería de Petróleos). UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA. 

Schlumberger.

(2017).

Glossary.Oilfield.

Retrieved

http://www.glossary.oilfield.slb.com/es/Terms/l/lgs.aspx?p=1

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LGS



Introducción a los fluidos de perforación. (2013). Retrieved from Gravedades

específicas

https://es.slideshare.net/jesusjesusurrea/introduccin-a-los-fluidos-deperforacin 

Albuja, A. (2018). Cuadernillo de Servicios de Ingeniería. Quito.



Cárdenas,

J.

V.

(Agosto

de

2012).

EPN.

Obtenido

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bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/4833/1/CD-4426.pdf 

Lorena.

(04

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2011).

Eduga.

Obtenido

de

http://www.edu.xunta.gal/eduga/sites/site.eduga/files/adjuntos/revista/equipo _ouvellas_-presentacion_material_laboratorio.pdf 

PETROECUADOR. (01 de Junio de 2012).

SCRIB. Obtenido de

https://es.scribd.com/document/31044865/SH-016-Proc-Limptanques

9. CRITERIO DE EVALUACIÓN:

Criterio de Evaluación Ortografía

Puntaje Máximo 1

Formato

0.5

Introducción

1.5

Metodología

1

Resultados y Discusión

3

Cuestionario

1

Conclusiones

1

Recomendaciones

0.5

Bibliografía

0.5

Puntaje Evaluado