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LODO PHPA Integrantes: Luis Cáceres, Johan Vargas, Juan David Rodríguez Practica #4 “Optimizando Limpieza, Integridad de cortes e inhibición” Fundación Universidad de América Laboratorio de Lodos y Cementos – Curso 2 – Grupo 4 Viernes 18 de Mayo de 2018 _____________________________________________________________________________________ Abstract In the present report, the elaboration and the different physicochemical tests of a mud elaborated solely with polymers will be studied. Performing property tests such as rheology, filtration, phase content, chemical tests and observe their behavior. Finally, the different aspects related to the results obtained in the developed tests are analyzed, as well as the effect of the presence of the different aggregate polymers, establishing that possible variables influenced the elaboration of this mud. Keywords Mud, rheology, filtration, polymers. Resumen En el presente informe se estudiará la elaboración y las diferentes pruebas fisicoquímicas de un lodo elaborado únicamente con polímeros. Realizando pruebas de las propiedades como reología, filtración, contenido de fases, pruebas químicas y observar su comportamiento. Finalmente se analizan los distintos aspectos relacionados con los resultados obtenidos en las pruebas desarrolladas, así como el efecto ocurrido por la presencia de los distintos polímeros agregados, llegando a establecer que posibles variables influyeron en la elaboración de este lodo. Palabras clave Lodo, filtración, reología, polímeros. 1. RESULTADOS

Lectura @ 200 rpm

135

cP

Propiedad

Lectura

UM

Lectura @ 100 rpm

99

cP

MW inicial

8,7

ppg

Lectura @ 6 rpm

29

cP

FV

-

sg/qt

Lectura @ 3 rpm

23

cP

Lectura @ 600 rpm

221

cP

AV

110,5

cP

Lectura @ 300 rpm

163

cP

PV

58

cP

1

YP

105

Lb/100ft2

𝐶𝑙 − = 0,25 𝑚𝑙 𝐴𝑔𝑁𝑂3 ∗ 1000 = 250 𝑝𝑝𝑚

Gel instantáneo

22

Lb/100ft2

𝐷𝑢𝑟𝑒𝑧𝑎 = 𝑚𝑙 𝑑𝑒 𝑉𝑒𝑟𝑠𝑎𝑛𝑎𝑡𝑜 𝐸𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟 ∗ 400

Gel 10 min

36

Lb/100ft2

𝐷𝑢𝑟𝑒𝑧𝑎 = 0,5 𝑚𝑙 𝑑𝑒 𝑉𝑒𝑟𝑠𝑎𝑛𝑎𝑡𝑜 𝐸𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟 ∗ 400

Filtrado

4,5

cc/30min

Agua

74

%

Solidos

26

%

Arena

0

%

MBT

12,5

ppb

pH

9,7

-

componente principal de nuestro lodo ganara

Pm

0,1

ml H2SO4 0,02N

propiedades reológicas es decir estos valores serán

Pf

0,1

ml H2SO4 0,02N

más altos que el de un lodo estándar además de que

Mf

0,3

ml H2SO4 0,02N

a simple vista luego de agregar el Poly-Plus el lodo

CL-

250

ppm

se Vuelve muy viscoso. Otra de las características

Dureza Total

200

ppm

que gano nuestro lodo fue la de encapsular sólidos

Espesor Mudcake

2

mm

y esto se puede evidenciar en el momento en el que

Tabla 1. Propiedades del Lodo.

1.1.

Cálculos

= 200 𝑝𝑝𝑚 2. ANALISIS DE RESULTADOS En los resultados arrojados por las practicas se puede evidenciar que al usar Poly-Plus como

se estaba agitando el lodo y adicionando los demás aditivos, el lodo tendía a generar pequeños grumos con el material agregado esto era causado por la

𝑉𝑖𝑠𝑐𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝐴𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝑅600/2 𝑉𝑖𝑠𝑐𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝐴𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 =

221𝑐𝑃 = 110,5 𝑐𝑃 2

𝑉𝑖𝑠𝑐𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑃𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎 = 𝑅600 − 𝑅300 𝑉𝑖𝑠𝑐𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑃𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎 = 221𝑐𝑃 − 163𝑐𝑃 = 58 𝑐𝑃

propiedad encapsulante que ganaba el lodo con el Poly-Plus. Respecto a la calidad del filtrado podemos decir que se genero un revoque grueso y difícil de manejar, debido a que el lodo posee propiedades reológicas muy altas y esto impedirá que el revoque tenga

𝑃𝑢𝑛𝑡𝑜 𝐶𝑒𝑑𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝑅300 − 𝑃𝑉

estabilidad y por ende posee canales por el cual el

𝑃𝑢𝑛𝑡𝑜 𝐶𝑒𝑑𝑒𝑛𝑡𝑒 = 163𝑐𝑃 − 58𝑐𝑃 = 105 𝐿𝑏/100𝑓𝑡 2

fluido podrá pasar, logrando asi hinchamiento de arcillas y problemas de pegas de tubería.

𝑚𝑙 𝑑𝑒 𝐴𝑧𝑢𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙𝑒𝑛𝑜 ∗ 5 𝑀𝐵𝑇 = 2 𝑀𝐵𝑇 =

5𝑚𝑙 ∗ 5 = 12,5 𝑝𝑝𝑏 2

𝐶𝑙 − = 𝑚𝑙 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑁𝑂3 0,0282𝑁 ∗ 1000

3. RECOMENDACIONES Este tipo de lodo elaborado completamente con polímeros se pensaría en usar para una sección intermedia, buscando una excelente limpieza de

2

pozo usando goma xántica que permite mejorar las

4. ANEXOS

propiedades reologicas para tal fin. Se recomiendan tiempos de hidratación suficientes para lograr una reología del lodo buena, asimismo la adición de aditivos debe realizarse de manera paulatina para evitar así la floculación indeseada del lodo. Para mejorar el filtrado se podría pensar en reemplazar los controladores de filtrado por CMC o en su defecto aumentar la concentración de PAC R, lo que también permitirá generar viscosidad al sistema y así

mejorar

las

características

del

revoque,

optimizando a un menor contenido de filtrado, también

mejorando

propiedades

como

punto

cedente o esfuerzo de geles para una excelente limpieza, además de densificar con Hematita o barita para que el control de filtrado no se pierda en el carbonato de calcio, incluso se requiere menor concentración de estos densificantes anteriormente mencionados. Se requiere mantener el pH del sistema alto (alcalino), para que el desempeño de

Figura 1. Mudcake generado por el lodo

los polímeros controladores de filtrado no se vea afectado y permitir un buen control de temperatura alrededor de 400°F para evitar la degradación térmica. Dependiendo del tipo de densificante usado, el tamaño de grano tiene que ser el más pequeño posible alrededor de 200 mesh, con el fin de que los equipos de control de solidos no retiren el contenido de solidos densificantes ya que se estaría perdiendo el peso del sistema, por lo que para tal fin se podría usar un programa estadístico como CILAS que permita determinar la distribución de grano del aditivo densificante y así determinar si el tamaño es el requerido para no ser afecto por el equipo de control de sólidos.

Figura 2. Resultados MBT

5. Cuestionario 3

5.1.

¿Cuándo se debe utilizar un

lodo

PHPA

mencione

3

Durante

las

operaciones

de

lutita,

también

proporciona la encapsulación de los recortes y la

La característica inhibidora de lutita de la PHPA

realizadas en agua clara, el lodo PHPA actúa

ocurre cuando el polímero se agrega a las arcillas

como floculante total en los sistemas sin

en el pozo y bloquea la hidratación y la dispersión

bentonita, eliminando los sólidos perforados en

que suelen producirse normalmente.

incluyen mejor ROP, mayor eficacia de los equipos de control de sólidos y mejor estabilidad del pozo.

Los grupos carboxilo aniónico se agregan a las cargas positivas en los bordes de las partículas de arcilla.

Para la estabilización de lutita. El lodo PHPA

Como el polímero tiene un alto peso molecular y es

puede ser añadido a cualquier sistema de bajo

relativamente largo, este polímero se combina con

pH, agua dulce o tratado con KCl para reducir el

varios sitios a lo largo del pozo. Esto tiene como

derrumbamiento y levantamiento de la lutita. El

resultado el revestimiento del pozo y la limitación del

lodo PHPA también reducirá el torque y arrastre,

agua que entra en la arcilla.

e impedirá el embotamiento de la broca y del conjunto de fondo (BHA). 

de

perforación

la superficie. Las ventajas de esta aplicación



inhibidoras

viscosidad en los sistemas de agua dulce.

aplicaciones? 

propiedades

A veces se añade el lodo PHPA a una parte del sistema activo para aumentar la viscosidad y luego limpiar el pozo con colchones viscosos.

El mismo efecto puede ser observado en los recortes. El polímero ayuda a conservar la integridad

de

los

recortes,

lo

cual

facilita

considerablemente la remoción de los recortes en la superficie.

Este procedimiento se usa en áreas de alta ROP, tal como cuando se perfora a través de

La PHPA también contribuye a la estabilización de

lutita blanda, y en el conjunto de riser de los

las lutitas aumentando la viscosidad de la fase

equipos flotantes costa fuera. El lodo PHPA se

acuosa. La PHPA aumenta la viscosidad del filtrado

puede añadir en cantidades concentradas

de fluido de perforación, lo cual limita la profundidad

directamente a la tubería de perforación, en las

de invasión del filtrado.

conexiones.

5.2.

6. Conclusiones

¿Cuáles son las propiedades

típicas de un lodo PHPA?



Por

sus

propiedades

de

Se usa como inhibidor de lutita y como polímero

encapsulamiento, limitara la dispersión

encapsulador de sólidos en los sistemas de agua

de recortes en el momento de la

dulce, agua salada, NaCl y KCl. Además de sus

perforación y mejorara la limpieza del 4

pozo evitando asi alguna pega mecánica en el mismo. 

Analizando las propiedades podríamos decir que este tipo de polímero genera cierto control de filtrado, pero no el necesario

para

aislar

arcillas,

por

consiguiente, no es recomendable para perforar tramos muy grandes de arcillas, ya que estas pueden hincharse y causar derrumbes en la perforación. 

Las propiedades reológicas tienden a ser muy altas por esta razón debe llevarse un control del lodo muy detallado, debido a que esto puede causar que excedamos nuestro

ECD

innecesarias generando

en

causando la

problemas

fracturas

perforación en

vez

y de

solucionarlos. 

Este tipo de lodo en el momento de agitación debe tener una adición lenta de los productos, debido a las propiedades encapsulantes del lodo este tiende a encapsular todo material que se le adicione generando una película que evitara que el material se mezcle con el lodo y que las propiedades a las cuales se quiere llegar no se alcancen por que todo el material agregado no se mezclo de manera correcta por los grumos generados durante la agitación.

5